请借助带标签的电路图说明如何找到三个电阻(电阻分别为R1、R2和R3)并联连接时的等效电阻。此外,请说明在测量电路中的电流以及组合中三个电阻之一两端的电压时,如何将电流表和电压表连接到电路中。
上图所示电路包含三个电阻 $R_1$、$R_2$ 和 $R_3$。
假设流过电路的总电流为 $I$,则流过电阻 $R_1$ 的电流为 $I_1$,流过电阻 $R_2$ 的电流为 $I_2$,流过电阻 $R_3$ 的电流为 $I_3$。
因此,总电流 $I$ 可以表示为:
$I=I_1+I_2+I_3$ --------------(i)
由于所有电阻两端的电压差相同,因此将欧姆定律应用于每个电阻,我们得到:
$I_1=\frac {V}{R_1}$
$I_2=\frac {V}{R_2}$
$I_3=\frac {V}{R_3}$
设此并联组合的等效电阻为 $R_{eq}$。
因此,将欧姆定律应用于整个电路,我们得到:
$I=\frac {V}{R_{eq}}$
现在,
将电流 $I$、$I_1$、$I_2$ 和 $I_3$ 的值代入公式 (i),我们得到:
$\frac {V}{R_{eq}}=\frac {V}{R_1}+\frac {V}{R_2}+\frac {V}{R_3}$
$\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1}{R_1}+\frac {1}{R_2}+\frac {1}{R_3}$ $(V=1,\because 电路中电压处处相等)$
因此,三个电阻(电阻分别为 $R_1$、$R_2$ 和 $R_3$)并联连接时的等效电阻或合电阻为 $\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1}{R_1}+\frac {1}{R_2}+\frac {1}{R_3}$。
为了测量流过三个电阻中的任意一个的电流 $(A)$,需要将电流表与该电阻串联连接。
为了测量三个电阻中的任意一个两端的电压差 $(V)$,需要将电压表与该电阻并联连接。