
串联和并联电动势
如图所示,如果两个或多个电动势源连接在一起,则电动势是串联的。
等效电压源(ε)为:
ε = ε 1 + ε 2 + ε n
等效内阻(r)为:
r = r 1 + r 2 + rn
流过外部电阻(R)的电流为:
I = ε / (r + R)
示例问题:
假设两个电池的电动势均为 1.5 伏,每个电池的内阻均为 0.1 Ω。外部电阻 (R) = 10 Ω。电流方向为顺时针。
使用之前的公式:
ε = 1.5 + 1.5 = 3 伏特
r = 0.1 + 0.1 = 0.2 Ω
I = ε / (r + R) = 3 / (0.2 + 10)
我 = 3 / 10.2
我 = 0.294 安
运用基尔霍夫第二定律:
1.5 – 0.1 I + 1.5 – 0.1 I – 10 I = 0
3 – 0.2 I – 10 I = 0
3 – 10.2 I = 0
3 = 10.2 I
我 = 3 / 10.2
我 = 0.294 安
如图所示,如果两个或多个电动势源连接在一起,则电动势是并联的。
等效电压源(ε)为:
ε = ε1 =ε2 =εn
等效内阻(r)为:
1/r = 1/r₁ + 1/r₂ + 1/ rₙ
流过外部电阻(R)的电流为:
I = ε / (r + R)
示例问题:
假设两个电池的电动势均为 1.5 伏,每个电池的电阻值为 0.1 Ω。外部电阻 (R) = 10 Ω。
使用之前的公式:
ε = 1.5 伏特
1/r = 1/0.1 + 1/0.1 = 2 / 0.1
r = 0.1 / 2 = 0.05 Ω
I = ε / (r + R) = 1.5 / (0.05 + 10) = 1.5 / 10.05
我 = 0.149 安
使用基尔霍夫定律
应用基尔霍夫第一定律:
I₁ + I₂ = I ……… . 等式1
分析Aefca回路。回路方向为顺时针。应用基尔霍夫第二定律:
ε 2 – I 1 r 2 – IR = 0
1.5 – 0.1 I 1 – 10 I = 0
– 0.1 I 1 = 10 I – 1.5
I 1 = (10 I – 1.5) / – 0.1
I 1 = -100 I + 15 ……….方程式 2
分析 Befdb 回路。回路方向为顺时针。应用基尔霍夫第二定律:
ε 1 – I 2 r 1 – IR = 0
1.5 – 0.1 I 2 – 10 I = 0
– 0.1 I 2 = 10 I – 1.5
I 2 = (10 I – 1.5) / – 0.1
I 2 = -100 I + 15 ……….方程式 3
将公式 2 和公式 3 代入公式 1:
I1 + I2 = I
-100 I + 15 – 100 I + 15 = I
– 200 I + 30 = I
30 = I + 200 I
30 = 201 I
我 = 30 / 201
我 = 0.149 安
消除方程式 2 和 3:
I 1 = -100 I + 15
I 2 = -100 I + 15
——————– –
I₁ – I₂ = 0
I₁ = I₂ ……… .公式4
因为 I 1 + I 2 = I,其中 I 1 = I 2,则 I 1 = I 2 = 1/2 I = 1/2 (0.149) = 0.0745 A。