1.8串联电阻器
串联电阻
电阻是任何电气或电子电路的基本元件。无论电路大小，电阻的数量通常都很多。电阻可以串联、并联或两者组合连接。为了简化不同组合的电阻带来的复杂性，需要遵循一些规则。
当相同的电流流过两个电阻时，称这两个电阻为串联。串联的电阻可以用一个电阻来替代。无论电阻的组合和复杂性如何，所有电阻都遵循基本定律，如欧姆定律和基尔霍夫电流定律。
当一组电阻首尾相连成一条直线时，称这组电阻为串联。所有电阻中流过的电流相同。串联的电阻被认为具有共同的电流。
在串联电阻网络中，各点流过的电流大小相同。
考虑以下串联电阻电路
在这里，电阻R1、R2和R3的阻值分别为1Ω、2Ω和3Ω，它们串联连接。由于它们是串联的，相同的电流将流过所有电阻。电路的总电阻等于各个电阻之和。
如果RT是总电阻，那么
现在电路的等效电阻为
现在，串联的电阻可以用一个阻值为6Ω的单个电阻REQ来替代。 等效电阻公式
等效电阻公式
在串联电阻网络中，总电阻等于各个电阻之和，因为每个电阻中流过的电流相同。
例如，考虑两个串联的电阻，如下所示
两个3Ω电阻的串联组合等效于一个6Ω的单个电阻。因此，上述电路与以下电路相同
同样，考虑三个串联的电阻，如下所示
三个3Ω电阻的串联组合等效于一个9Ω的单个电阻。因此，上述电路与以下电路相同
这个单个电阻称为电路的等效电阻，可用于替代任意数量的串联电阻。
如果有n个电阻串联，那么
从上述方程可以得出一个观察结果。串联电阻的等效电阻总是大于最大电阻的阻值。
电压计算
对于串联的电阻，每个电阻上的电压并不遵循与电流相同的规则。在串联电阻的情况下，电阻上的总电压等于每个电阻上的各个电势差之和。
在上述电路中，可以使用欧姆定律计算每个电阻上的电势差。串联电路中有1A的电流流动。根据欧姆定律
考虑三个电阻R1、R2和R3的串联连接，电流为I。
设从A到B的电势降为V。这个电势降是每个单独电阻上的单独电势降的总和。根据欧姆定律
如果上述电路中串联连接的电阻的等效电阻为REQ，那么
如果有n个串联的电阻R1、R2……Rn，那么它们上的总电压是每个电阻上的单独电势差之和。
在n个电阻的串联组合中，如果每个电阻的阻值与其他电阻不同，那么每个电阻上的电势也不同。
n个电阻的串联组合，每个电阻的阻值都不同，它们将有n个不同的电势差。这种电路将形成一个电压分配器。电压分配器电路是电位器构造的基础。
在串联电路中，可以使用欧姆定律计算电压、电流或电阻的值。在串联电路中，可以互换电阻，而不会影响每个电阻的总功率、电流或电路的总电阻。
串联电阻示例
1.考虑以下电路，计算A和B之间的总电压。
两个电阻R1和R2串联连接。
可以使用欧姆定律分别计算各个电压降，如下所示
另一种方法是通过计算串联组合的等效电阻。可以将串联组合中的各个电阻用一个等效电阻的单个电阻来替代。两个电阻R1和R2的串联等效电阻为
2.考虑以下电路，给出了每个电阻上的单独电势降以及串联组合中的电流。串联组合的总电阻为R = 30Ω。电路中的电流为1A。
根据欧姆定律，可以计算电阻的值
没有给出R4上的电势，但可以根据电路的总电阻或等效电阻的值来计算R4的值。
现在可以计算R4上的电势
其中V1、V2、V3和V4分别是电阻R1、R2、R3和R4上的电势差。
计算总电压的第二种方法是使用等效电阻的值。
总电压等于电流和等效电阻的乘积。总电流和等效电阻的值分别为I = 1A和REQ = 30Ω。
应用
当两个不同阻值的电阻串联时，它们上的电压不同。这种方法是电压分配器电路的基础。
如果将电压分配器电路中的一个电阻替换为传感器，那么被测量的量将被转换为易于测量的电信号。常用的传感器有热敏电阻和光敏电阻。在热敏电阻中，电阻随温度变化。例如，假设热敏电阻在25°C的温度下电阻为10kΩ。在100°C的温度下，同一个热敏电阻的电阻可以是100Ω。因此，热敏电阻上的电势降将根据温度而有所不同。可以根据温度对电阻的变化进行校准，从而根据热敏电阻上的电势降来确定温度的值。
另一个使用串联电阻组合的传感器是光敏电阻或光依赖电阻。在光依赖电阻中，电阻随入射光的强度变化。在没有光的情况下，典型的光依赖电阻的电阻高达1MΩ。在有光的情况下，光依赖电阻的电阻会降至一个小值，通常在几欧姆的范围内。这种与光强度协调的电阻变化将导致不同的电压降。可以根据电压降来确定特定波长光的存在。