如果电路中两个或多个负载首尾相连,那么我们称它们的连接状态是串联的,如图1-7所示。这类电路称为串联电路。串联电路中通过每个负载的电流量相同。同时,在串联电路中只有一个电流通路。当开关打开或电路的某一点出现问题,整个电路将变成断路。
图1-7 串联的两个灯泡
在串联电路中流过负载的电流相同,各个负载将分享电源电压。例如,如果一个电路中有三个相同的灯泡串联在一起,那么每个灯泡将得到三分之一的电源电压量,如图1-8所示。每个串联的负载可分到的电压量与它自身的电阻值有关。串联时,自身电阻值较大的负载会得到较大的电压值。
图1-8 相同灯泡串联的电压分配
因此在串联电路中有:
一些节日的彩灯,树上挂的多个灯泡和供电电路就是多个负载的串联电路。对于这些灯泡而言,如果其中一个坏掉了,其他灯泡将无法点亮。因为每个灯泡都完全一样,所以每个灯泡分配到的电压也一样。串联灯泡的个数决定了电路中每个灯泡的额定电压。越多的灯泡串联在一起,每个灯泡的额定电压越低。例如,如果有10个灯泡串联在一起,它们的工作电压为220 V,那么每个灯泡需要至少有22 V的额定电压(220 V/10)。
如果两个或两个以上负载其两端都和电源两端相连,这种方式为并联方式。这个电路称为并联电路。在并联状态下每个负载的工作电压都等于电源电压,如图1-9所示。这种连接方式常用于家用电器及电灯等配线。家庭电压为220 V,因此每个家用电器及电灯的额定电压都必须是220 V。如果接入一个工作电压较小的设备,如一个额定电压100 V的设备,那么将导致设备烧坏。而如果将一个工作电压较大的设备接上,如接上一个工作电压为380 V的设备,那么将导致供电电压不足,则设备无法正常工作。
图1-9 并联的负载
并联电路中每个设备的电压都相同。然而,每个设备处流过的电流由于它们的电阻值不同而不同,它们的电流值和它们的电阻值成反比,即设备的电阻值越大,流经设备的电流值越小。
因此在并联电路中有:
并联电路中的负载设备工作时,每个负载相对其他负载都是独立的。因为,在并联电路中,有多少个负载就有多少条电流通路。例如,将两个灯泡并联,就有两条电流通路,当其中一个灯泡坏掉了,另一个灯泡仍然能正常工作,如图1-10所示。
图1-10 两个灯泡的电流通路并联
如果将节日用的彩灯以并联连接就有比较好的工作效果,即使一个灯泡中途坏掉,也不会影响其他灯泡的正常工作。
同样,控制设备也可以并联连接。当两个或多个控制设备相互交叉连接时,它们就是并联相连。并联的控制设备称为“或(OR)”形式。例如,将两个按钮A和B,以及一个灯泡并联,想要打开灯泡,无论按下A按钮“或”B按钮,或者两个同时按下,都可以实现灯泡打开,如图1-11所示。汽车内顶灯就是并联连接的例子,无论是乘客边的车门打开还是司机边的车门打开,顶灯都会亮起。
图1-11 并联的两个按钮
串联和并联是电路中两种最基本的连接形式,它们之间有一定的区别。要判断电路中各元器件之间是串联还是并联,就必须抓住它们的基本特征。具体方法是:
(1) 用电器连接法。分析电路中用电器的连接方法,逐个顺次连接的是串联;并列在电路两点之间的是并联。
(2) 电流流向法。当电流从电源正极流出,依次流过每个元器件的则是串联;当在某处分开流过两个支路,最后又合到一起,则表明该电路为并联。