[科普中国]-等效电阻

几个连接起来的电阻所起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻就是那些电阻的等效电阻。也就是说任何电回路中的电阻，不论有多少只，都可等效为一个电阻来代替。而不影响原回路两端的电压和回路中电流强度的变化。这个等效电阻，是由多个电阻经过等效串并联公式，计算出等效电阻的大小值。也可以说，将这一等效电阻代替原有的几个电阻后，对于整个电路的电压和电流量不会产生任何的影响，所以这个电阻就叫做回路中的等效电阻。

概念就是用一个电阻代替串联电路中几个电阻，比如一个串联电路中有2个电阻，可以用另一个电阻来代替它们。首先把这两个电阻串联起来，然后移动滑动变阻器，移动到适当的地方就可以，然后记录下这时的电压与电流，分别假设为U和I。然后就另外把电阻箱接入电路中，滑动变阻器不要移动，保持原样，调整变阻器的阻值，使得电压和电流为I和U。

为何当电阻器以并联方式连在一起反而令总电阻减少?

物质对电荷流得的阻碍作用的多少，便是电阻。

所以在一个固定的电压上，电路的电流愈强，它的电阻便愈少。所谓并联，即有分支的电路，当电荷流动时多了一条分支(分路)，电荷便更易流动，电流愈大，所以电阻便较小。

用一个比喻。一个运动场挤满了人，若只开一个小门，人的疏散便慢了，这样可看成小门对人的疏散(流动)产生阻碍作用。但若开多一道门，人的疏散便快了。所以多一道门，疏散时阻碍作用减少，这便等于并联电路，多一个分支，电阻便减少的性质相似。

若用电阻率公式计算考虑：

R = ρ(L/S)

式中 R 是电阻，ρ 是电阻率，S 是截面积，L 是导线的长度。

还有另一种公式的计算：

串联时：R=R1+R2+......+Rn

并联时：1/R=1/R1+1/R2+......1/Rn

R表示总电阻，R1表示第一个电阻，Rn表示第n个电阻。

若有N个相同电阻r并联，则1/R=N/r。

并联电阻，相当于通电时的截面积增加，S大了电阻便减少。

串联电路中的等效电阻比任何一个串联电阻都大，并联电路中的等效电阻比任何一个并联电阻都小。1

定理1.串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。如两个电阻串联，有R=R1+R2

**理解：**把n段导体串联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都大，这相当于增加了导体的长度。

**点拨：**串联电路在电阻值为所串联电阻的阻值之和，常用串联电电阻的方法分担电路中多余的电压。

2.并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。如两个电阻并联，有1/R=1/R1+1/R2

**理解：**把n段导体并联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都小，这相当于增加了导体的横截面积。

**点拨：**电阻并联越多，等效电阻越小，即电阻越并越小；并联电路中，电流的分配与电阻成反比。

分流和分压定理1.分流定理

在并联电路中，通过电阻的电流与电阻成反比。I1/I2=R2/R1

**2.**分压定理

在串联电路中，电阻两端的电压与电阻成正比。U1/U2=R1/R2

性质电路中能替代几个电阻使其他部分无任何改变的一个电阻。又称总电阻。

在串联电路中，把欧姆定律分别用于每个电阻可得U1=IR1，U2=IR2，…，Un=IRn，根据电压定义，U=U1+U2+…+Un，于是U=I(R1+R2+…+Rn)。若用一个阻值为R的电阻元件代替原来n个串联电阻，此R满足R=R1+R2+…+Rn，则此电阻元件的电流将与原串联电路的电流相同。R称为串联电路的等效电阻。串联电路的等效电阻等于各分电阻之和。在并联电路中，I=I1+I2+…+In，因为I1=U/R1，I2=U/R2，…In=U/Rn，所以I=U(1/R1+1/R2+…+1/Rn)。若用一个阻值为R的电阻元件代替原来n个并联电阻，此R满足1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn，则此电阻元件上的电流将与原并联电路的总电流I相同。R称为并联电路的等效电阻。并联电路的等效电阻的倒数等于各分电阻的倒数和。关于等效电阻(总电阻)有以下几个结论：①并联电路的等效电阻必小于每个参与并联的电阻的阻值；②当两个电阻的阻值R1和R2相差悬殊时，串联等效电阻R近似等于其中较大电阻的阻值；并联等效电阻R近似等于其中小电阻的阻值；③当两个电阻值相等时，并联等效电阻等于每个电阻阻值之半。2

等效电路等效电路又称“等值电路”。在同样给定条件下，可代替另一电路且对外性能不变的电路。电机、变压器等电气设备的电磁过程可用其相应的等效电路来分析研究。

等效电路是将一个复杂的电路，通过电阻等效、电容等效，电源等效等方法，化简成具有与原电路功能相同的简单电路。这个简单的电路，称作原复杂电路的等效电路 。

所谓“等效”，是指在保持电路的效果不变的情况下，为简化电路分析，将复杂的电路或概念用简单电路或已知概念来代替或转化，这种物理思想或分析方法称为“等效”变换。需要注意的是，“等效”概念只是应用于电路的理论分析中，是电工教学中的一个概念，与真实电路中的“替换”概念不同，即“等效”仅是应用于理论假设中，不是真实电路中的“替换”。“等效”的目的是为了在电路分析时，简化分析过程，易于理解的一种电路分析手段。

电路理论中涉及到“等效”概念的知识点包括：电阻串并联等效变换、电阻星形联结和三角形联结等效变换，两种电源模型的等效变换，非正弦周期量（电流和电压）与正弦量的等效等等。3

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学