串聯(lián)

（電路連接方式）

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串聯(lián)（series connection）是連接電路元件的基本方式之一。將電路元件（如電阻、電容、電感,用電器等）逐個(gè)順次首尾相連接。將各用電器串聯(lián)起來(lái)組成的電路叫串聯(lián)電路。串聯(lián)電路中通過(guò)各用電器的電流都相等。

中文名串聯(lián)外文名series connection性質(zhì)連接電路元件的基本方式之一特點(diǎn)串聯(lián)電路電流處處相等

主要特點(diǎn)

三個(gè)元件串聯(lián)

將二個(gè)或二個(gè)以上元件排成一串，每個(gè)元件的首端和前一個(gè)元件的尾端連成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而且這個(gè)節(jié)點(diǎn)不再同其他節(jié)點(diǎn)連接的連接方式。圖示三個(gè)元件串聯(lián)。元件3的首端和元件2的尾端連成節(jié)點(diǎn)q;元件2的首端和元件1的尾端連成節(jié)點(diǎn)p。元件1的首端a和元件3的尾端b則分別和電路的其他節(jié)點(diǎn)連接。[1]

串聯(lián)電路的特點(diǎn)主要有[1] ：

① 所有串聯(lián)元件中的電流是同一個(gè)電流，I總= L1= L2= L3=……= Ln。

② 元件串聯(lián)后的總電壓是所有元件的端電壓之和，U總=U1+U2+U3+……+Un。

圖示電路中，u是總電壓，u1、u2、u3分別是元件1、2、3的電壓，u=u1+u2+u3。

常用元器件串聯(lián)特點(diǎn)及計(jì)算

電阻串聯(lián)

如右圖所示，n個(gè)電阻器串聯(lián)在一起�，F(xiàn)將電源連接于這串聯(lián)電路的兩端。按照基爾霍夫電流定律，從電源給出的電流等于通過(guò)每一個(gè)電阻器的電流。[2] 所以：

根據(jù)歐姆定律，第 k 個(gè)電阻器兩端的電壓等于通過(guò)的電流乘以其電阻：

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，電源兩端的電壓等于所有電阻器兩端的電壓的代數(shù)和：

所以，n個(gè)電阻器串聯(lián)的“等效電阻”Req 為

滿足歐姆定律，電流源兩端的電壓等于給出的電流乘以等效電阻：

注意到串聯(lián)電路的各個(gè)電阻所分擔(dān)的電壓成比例：

電導(dǎo)G是電阻R的倒數(shù)，故n個(gè)電阻器串聯(lián)的等效電導(dǎo)為：

其中，Gi是第 i 個(gè)電阻器的電導(dǎo)。

對(duì)于兩個(gè)電阻器串聯(lián)的簡(jiǎn)單案例，等效電導(dǎo)為

電容串聯(lián)

如右圖所示，n個(gè)電容器串聯(lián)在一起�，F(xiàn)將電源連接于這并聯(lián)電路的兩端。從電容的定義，可以得到，通過(guò)第 k 個(gè)電容器的電流等于其電容乘以其兩端的電壓變率[2] ：

按照基爾霍夫電流定律，從電源（直流電或交流電）給出的電流 i 等于通過(guò)每一個(gè)電容器的電流。所以，

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，電源兩端的電壓等于所有電容器兩端的電壓的代數(shù)和：

電源兩端的電壓改變率為

所以，n 個(gè)電容器串聯(lián)的等效電容Ceq為

每一個(gè)電容器都有其制造工廠設(shè)定的“電壓額定值”（voltage rating）。假設(shè)“工作電壓”（由于通電而出現(xiàn)于電容器兩端的電壓）超過(guò)電容器的電壓額定值，則可能會(huì)造成這電容器故障。為了避免電容器故障，可以增添電容器，將幾個(gè)同樣的電容器串聯(lián)在一起，使得電壓額定值的代數(shù)和大于工作電壓。但這也會(huì)降低電路的等效電容。