两根由相同材料制成、长度和直径均相等的铜线,首先串联连接,然后并联连接到一个电路中,并施加一个电压差。串联和并联连接产生的热量的比值是多少?如果 Rp 是并联连接的电线的总电阻,为什么在计算并联电线的总电阻时需要将 Rp 写成 1/Rp?
两根相同材料、相同长度、相同横截面积或直径的铜线具有相同的电阻,假设为 R。 如果它们连接
a) 串联,
等效电阻 $R_{s} = R + R = 2R$
产生的热量 = $I^2 \times R_{s} \times t= I^2(2R) \times t= 2R \times I^2 \times t$
串联电路中的有效电阻或等效电阻加倍
如果这两根铜线连接
b) 并联
等效电阻为 $R_{p}$
$\frac{1}{R_{p}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{R} = \frac{2}{R}$
$So R_{p} = \frac{R}{2}$
并联电路中的有效电阻或等效电阻减半
热量 = $I^2R_{p} \times t = I^2 \times \frac{R}{2} \times t = \frac{R}{4} \times I^2 \times t $
热量的比值 = 串联/并联
= $\frac{2R \times I^2 \times t}{ \frac{R}{4} \times I^2 \times t}$
= 8/1 或 8:1
对于并联连接
$R_{p} = \frac{R \times R}{(R + R)} = \frac{R}{2}$
如果你不想写
$\frac{1}{R_{p}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{R} = \frac{2}{R}$ 或 $Rp = \frac{R}{2}$
这是同一件事
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