简单的系列电路

在此页面上，我们将概述您应该了解串联电路的三个原则：

1. 当前的：通过串联电路中的任何组件，电流量是相同的。
2. 抵抗性：任何串联电路的总电阻等于各个电阻的总和。
3. 电压：串联电路中的电源电压等于各个电压下降的总和。

让我们来看看展示这些原则的串联电路的一些例子。

我们从a开始系列电路由三个组成电阻器和一个单身电池：

关于序列电路的第一个原则如下：

串联电路中的电流量通过电路中的任何组件是相同的。

这是因为串联电路中只有一条路径。因为电荷流过导体就像管中的大理石一样，在任何特定时间点的电路（管）任何点的流动速率（大理石速度）必须相等。

在串联电路中使用欧姆法律

从布置9伏电池的方式，我们可以告诉该电路中的电流将以顺时针方向流动，从点1到2到3到4，返回到1.但是，我们有一个电压源和三个抗拒。我们如何使用欧姆的法律这里？

欧姆法的重要警告是所有数量（电压，电流，电阻和功率）必须在电路中的相同两个点方面相互联系。我们可以在下面的单电阻电路示例中看到这个概念。

在简单的单电阻电路中使用欧姆定律

通过单电池，单电阻电路，我们可以轻松计算任何数量，因为它们都适用于电路中的相同两点：

由于点1和2与可忽略的电阻连接到可忽略的电线，因此如点3和4，我们可以说点1是电常见的点2，并且该点3是电常见的。因为我们知道我们在点1和4之间有9伏电动势（直接穿过电池），并且由于点2常见于点1和点3点，因此在点2和3之间也必须有9伏（直接穿过电阻）。

因此，我们可以将欧姆定律（I = E / R）应用于通过电阻的电流，因为我们知道电阻器上的电压（e）和该电阻的电阻（R）。所有术语（e，i，r）在电路中应用于相同的两个点，到同一个电阻，所以我们可以使用欧姆的法律公式，没有保留。

在具有多个电阻的电路中使用欧姆法

在包含多个电阻的电路中，我们必须小心我们如何申请欧姆法律。在下面的三电阻示例电路中，我们知道我们在点1和4之间有9伏，这是通过r的系列组合驱动电流的电动势量。₁，R.₂和r._3.。但是，我们不能将9伏值占据3k，10k或5kΩ将其划分为试图找到当前值，因为我们不知道在任何一个电压中单独地跨越任何一个电压。

9伏的数字是一个全部的整个电路的数量，而3K，10K和5KΩ的数字是个人各个电阻的数量。如果我们要将总电压插入欧姆的法律方程，则具有用于个体电阻的欧姆的法律方程，结果将无需准确地与实际电路中的任何数量相关联。

对于R.₁，欧姆的法律将在r中的电压汇编₁随着电流通过r₁给予R.₁抗性，3kΩ：

但是，因为我们不知道r的电压₁（仅在三个电阻系列组合上电池提供的总电压），我们不知道电流通过r₁，我们不能使用任一公式进行任何计算。相同的是r₂和R._3.：只有当所有术语代表其电路中的相同两个点之间的各自数量时，我们都可以应用欧姆的法律方程。

所以，我们能做些什么？我们知道源（9伏）的电压施加在r的系列组合中₁，R.₂和r._3.，我们知道每种电阻的阻力，但由于这些数量不在同一上下文中，我们不能使用欧姆定律来确定电路电流。如果我们知道什么全部的电阻是电路的：然后我们可以计算出来全部的我的身材目前全部的电压（i = E / R）。

将多个电阻组合成等效的总电阻器

这就引出了串联电路的第二条原理:

任何串联电路的总电阻等于各个电阻的总和。

这应该是直观的感觉：当前必须流过的串联电阻器越多，电流越困难。

在示例问题中，我们的串联3kΩ，10kΩ和5kΩ电阻，使我们的总电阻为18kΩ：

本质上，我们已经计算出了R的等效电阻₁，R.₂和r._3.合并。知道这一点，我们可以用单个等效电阻重绘电路，该电阻表示r的系列组合₁，R.₂和r._3.：

使用欧姆法计算电路电流

现在我们拥有所有必要的信息来计算电路电流，因为我们在点1和4（9伏）之间的电压和点1和4之间的电阻（18kΩ）：

使用欧姆法计算组件电压

知道电流通过串联电路的所有组件（并且我们刚刚通过电池确定电流），我们可以返回我们的原始电路原理图并记下每个组件的电流：

现在我们知道通过每个电阻的电流量，我们可以使用欧姆定律来确定每个电压的电压降（在其适当的背景下应用欧姆法律）：

注意每个电阻器的电压降，电压降的总和（1.5 + 5 + 2.5）等于电池（电源）电压：9伏。

这是串联电路的第三原理：

串联电路中的电源电压等于各个电压下降的总和。

用“桌面法”和欧姆法分析简单串联电路

但是，我们刚刚用于分析这种简单串联电路的方法可以简化以便更好地理解。通过使用表格列出电路中的所有电压，电流和电阻，很容易看到这些数量中的哪一个可以在任何欧姆的法律方程式中正确相关：

这种表的规则是只对每个垂直列内的值应用欧姆定律。例如,E_R1.只有我_R1.和R.₁;E._R2.只有我_R2.和R.₂;等您通过填写从开头给予您的表的那些元素来开始分析：

您可以从数据的安排中看到，我们无法将9伏特（总电压）应用于任何电阻（R₁，R.₂，或r_3.）在任何欧姆的法律公式中，因为它们处于不同的列。9伏电池电压是不是直接应用于r₁，R.₂，或r_3.。但是，我们可以使用我们的“规则”串联电路来填充水平行上的空白点。在这种情况下，我们可以使用串联的电阻规则来确定总阻力和个人阻力：

现在，通过将总电阻的值插入到最右侧（“总”）列中，我们可以将i = E / R的定律应用于总电压和总阻力，以达到500μA的总电流：

然后，知道电流通过串联电路的所有组件（另一个“规则”的串联电路）同样共享），我们可以从刚刚计算的当前图形填充每个电阻的电流：

最后，我们可以使用欧姆定律来确定每个电阻的电压下降，一次一列：

通过计算机分析验证计算（Spice）

只需乐趣，我们可以使用计算机自动分析同一电路。这将是验证我们的计算的好方法，也将更熟悉计算机分析。首先，我们必须以软件识别的格式将电路描述为计算机。

我们使用的SPICE程序要求编号的电路中的所有电唯一点，并且由它们共享的那些编号点或“节点”中的哪个组件放置。为了清楚起见，我编号了我们的示例电路1到4的四个角落。然而，Spice要求在电路中有一个节点零，因此我将重绘电路，稍微改变编号方案：

All I’ve done here is re-numbered the lower-left corner of the circuit 0 instead of 4. Now, I can enter several lines of text into a computer file describing the circuit in terms SPICE will understand, complete with a couple of extra lines of code directing the program to display voltage and current data for our viewing pleasure. This computer file is known as the网筹在Spice术语中：

串联电路V1 0 R1 1 2 3K R2 2 3 10K R3 3 0 5K .DC V1 9 9 1 .print DC V（1,2）V（2,3）V（3,0）。

现在，我所要做的就是运行Spice程序来处理网表并输出结果：

v1.	v（1,2）	v（2,3）	v（3）	我（v1）
9.000E + 00.	1.500E + 00.	5.000e + 00.	2.500E + 00.	-5.000E-04.

这款打印输出告诉我们电池电压为9伏，电压滴在r₁，R.₂和r._3.分别为1.5伏，5伏，2.5伏。Spice中的任何组件上的电压下降由组件在于之间的节点编号，所以V（1,2）是引用电路中节点1和2之间的电压，这是其中r之间的点₁所在地。

节点数的顺序很重要：当Spice输出V（1,2）时，它对极性相同，就像我们在节点1上的红色测试导线和节点上的黑色测试引线上握住电压表一样2.我们还具有显示器显示电流（虽然具有负值）的显示器，或500微安。所以我们的数学分析已经被计算机正常。由于SPICE处理当前计算的方式，该数字在SPICE分析中显示为负数。

总之，串联电路被定义为仅具有电流可以流过的一个路径。从这个定义，三种串联电路规则遵循：所有组件都共享相同的电流;电阻增加到等于更大，总阻力;和电压下降增加到等于更大的总电压。所有这些规则都在串联电路的定义中找到root。如果您完全了解该定义，则规则仅仅是对定义的脚注。

审查：

• 串联电路中的组件共享相同的电流：i_总计= I.₁= I.₂=。。。一世_N
• 串联电路中的总电阻等于各个电阻的总和：Rtotal = R₁+ R.₂+。。。R._N
• 串联电路中的总电压等于各个电压降的总和_总计= E.₁+ E.₂+。。。EN.

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相关工作表：

• DC电路系列与答案工作表的工作表
• 电路工作表的代数方程式操纵