導語：如何才能寫好一篇串聯電路，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1．學會串聯電路和并聯電路的連接方法．

2．根據電路圖連接簡單的串聯電路和并聯電路．

3．培養學生連接電路的基本技能、科學態度、科學方法和科學習慣

教學建議

教材分析

這是學生做的第一個電學分組實驗，它對學生認識串、并聯電路特點，培養學生連接電路的技能有重要作用，必須創造條件，組織學生做好這個實驗．由于實驗所需器材較簡單，取材也容易，建議盡可能多分一些組，讓學生人人都有動手操作的機會．如果沒有那么多的電鈴，也可不用．連接電路時強調要注意兩點，一是開關先要切斷，二是經驗不足時不要先用兩根導線連接電源后再接電路，而是要按教材所講的，先從電源的正極連起，連好各個元件后最終連上電源的負極，或者按相反的次序．

教法建議

1．為了提高實驗效果，可引導學生圍繞以下問題進行預習：

（1）串聯電路、并聯電路連接的特點是什么？連接課本圖4-24和圖4-25電路需那些器材（包括名稱、數量）？

（2）為防止接錯或漏接，自己先擬定一個接線順序．再連接過程中為什么開關應是斷開的，并特別注意防止短路？

（3）如下圖所示電路中的開關的連接是否正確？如果是錯誤的，把它改正過來．

2．實驗課上學生動手之前，教師應要求學生做到以下幾點，以培養學生良好的電學實驗習慣：

（1）把實驗桌上的器材與所做實驗的電路圖中需要的器材對照，檢查器材是否夠用．

（2）搞清使用的電源是什么電源，分清電源的正、負極，弄清如何接線．

（3）想一想，燈座、開關應如何連接？把導線接到接線柱上，導線應沿什么方向纏

繞，旋緊螺帽時導線才不致被擠出來？

3．接好電路后，再閉合開關前，要對照電路圖認真檢查，閉合開關后，如出現故障，應立即斷開電源，然后從電源的一個極出發，逐段檢查原因．

4．實驗后，要求學生整理好實驗器材，并寫好簡單的實驗報告．分組實驗是培養學生操作技能和科學方法、態度、習慣的重要過程，一定要組織好，以獲得較好的效果．

第七節之后，教材又安排了一個實踐活動--"想想議議"．這個問題對剛剛接觸電學知識的初中學生來說，要求較高，不必要求全體學生都能做出．

教學設計方案

1.復習

(1)串聯電路、并聯電路連接的特點是什么？

(2)什么叫短路？連接電路時，開關應該是斷開還是閉合的？

(3)怎樣判斷電路的連接形式?試判斷下面電路的連接是否正確．(投影片)

(4)可用計算機模擬演示串聯電路、并聯電路的連接方法，也可用實物電路，教師一步步操作．讓學生觀察并進行歸納小結：

①首先將電池連接成串聯電池組；

②按電路圖從電源正極開始，依電流的路徑，把元件一個個連接起來(連接開關前，開關是斷開的)，最后連到電源的負極(也可反過來順次連接)；

③連線時要注意導線兩端必須接在接線柱上，導線不要交叉，不要重疊．

④連接并聯電路時，可按串聯的方法先連接一個支路，找到電流的分、合點再將其他支路并列接在分、合點上．

2.進行新課------學生實驗

(1)組成串聯電路

①首先讓同學將實驗桌上的器材與做實驗的電路圖中需要的器材對照，檢查器材是否夠用．畫出串聯電路圖．

②弄清使用的電源的正、負極．

③按課本中的步驟進行實驗．注意電路連接過程中開關必須是斷開的．

④若電路連接完畢，閉合開關后，燈泡不亮時注意檢查發生故障的原因：檢查電池之間是否連接正確；檢查每個接線柱是否擰緊，導線是否連接好；檢查小燈泡與燈座是否接觸好(可用手向下輕輕按按)．在自己解決問題有困難時，可請老師協助檢查．

⑤積極動手，認真觀察，深入思考，回答課本實驗步驟中提出的問題．

(2)組成并聯電路

①認真畫好并聯電路圖．弄清電路的分、合點，用字母A、B標出．標出電路中的電流方向，分清哪部分是干路，哪

部分是支路．

②弄清電路中有幾個開關；哪個開關是控制整個干路的；哪個開關是控制支路的．

③按電路圖連接并聯電路，并進行觀察，回答實驗步驟中提出的問題．

探究活動

自制電路板

材料：25厘米×40厘米×0.3厘米的纖維板一塊、接線柱28個、導線若干．

制作方法：

1．在纖維板的正面，繪出電路如圖1所示，然后按圖中圓圈位置先為接線柱打孔，再行安裝．

2．在板的背后，按板面電路用雙股軟導線連接在線柱上．

使用方法：實驗中需要使用的電路元器件，事前連接好兩端引線，然后按照電路設計連入電路板中，如果被利用的電路接線柱間不需連接元器件但必須連通，可用導線短接．

圖1

說明：

篇2

人教版義務教育課程標準實驗教科書《物理》八年級上冊第五章第四節“探究串、并聯電路的規律”。

教學過程

一、提出問題

在學生的實驗桌面上，有電池組，2.5V的燈泡兩個，3.8V的燈泡兩個，電流表一個，開關一個，導線若干。

首先教師要求學生畫出有兩個燈泡的串聯電路圖，并把任意兩個燈泡串聯起來接到電源上，閉合開關，使燈泡發光。

閉合開關，燈泡發光，說明電路中有電流通過，電流的方向是怎樣的呢?(學生回答：電流從電源的正極出來，經過燈泡，流回電源的負極。)

提出問題：串聯電路中各處的電流之間有什么關系呢?

二、進行猜想

讓學生分組討論，選代表發言，提出自己的猜想。概括起來，有兩種相反的意見：

1.串聯電路中各處的電流相等。理由是：串聯電路中電流只有一條通路。

2.串聯電路中各處的電流不相等，靠近電源正極的電流大一些。理由是：電流通過燈泡時使燈泡發光，要消耗一些電能，所以電流通過燈泡后會減小。

對兩種猜想教師都要表揚，說明學生經過思考，動了腦筋。哪種猜想正確呢?實驗是檢驗對否的最好方法。

三、設計實驗

各小組討論，提出自己的實驗方案。各小組的方案主要不同之處是把電流表放在何處，測幾個點的電流，用幾個電流表去測。

有的組提出測兩個點的電流：①電源正極和開關之間的電流;②電燈乙和電源負極之間的電流。

有的組提出測三個點的電流：①電源正極和電燈甲之間的電流;②電燈甲和電燈乙之間的電流;③電燈乙和電源負極之間的電流。

通過討論，大多數組認為測三個點的電流較好。(下面電路圖中的A、B、C點)

對于用幾個電流表去測量，有的組認為同時用三個較好，測一次就能同時看出各點的電流是否相同;有的組認為用一個較好，理由是：不同的電流表測量時可能有誤差，同一處的電流用不同的電流表測量結果也可能稍有不同。最后統一意見，用一個電流表分別測A、B、C三點的電流。

四、進行實驗

教師提醒學生實驗時要注意正確使用電流表，把實驗結果如實地記錄下來，填寫在下面的實驗記錄中，并把實驗中遇到的問題也記下來。

*

五、分析論證

讓各小組展示自己的實驗記錄，根據測量結果說出得到什么結論?

大多數組測量的結果是A、B、C三點的電流相同(即IA=IB=IC);但有一個組測出的A、B、C三點的電流卻不相同。這是為什么?教師請其他組與這個組進行交流，共同尋找原因。各組提出的問題有：

1.是否電流表有問題?建議換一個電流表重新實驗;

2.是否電路連成了并聯?建議認真檢查電路;

3.是否每次測量時用的燈泡不同?建議三次測量時不要更換燈泡;

4.是否電路沒有連接好?建議認真檢查電路。

這個組的同學認真聽取了其他組的建議，經過檢查發現是電路連接處有接觸不良的現象。實驗中用的是插件，有的地方插的松一些或沒插好時，電流表的指針就會來回擺動，三次的示數會有不同。

六、再次實驗

一次實驗不一定能得到正確的結論。教師提出：換用不同的燈泡再做實驗或者把三個、四個燈泡串聯起來，多測幾個點的電流，看一看各點的電流是否都相等?

經過同學們的多次實驗，自己得出結論：串聯電路中各處的電流相等。

七、評估交流

這節課通過提出問題，進行猜想，設計實驗，進行實驗，分析論證，探究了串聯電路中電流的規律。教師特別提出：應該表揚第一次實驗中得到的結論與其他組不同的這個組，因為他們實事求是，這是科學的態度。正是由于他們的結果不同，給大家帶來了很多的思考，得到了很多的啟示，知道了一些在實驗中應注意的問題。

通過這節課，又一次對學生進行了探究問題的方法訓練。

最后，教師請學生提出還有什么不懂的地方和還想知道的問題。

有的學生提出：既然串聯電路中各處的電流相同，為什么兩個燈泡的亮度不一樣呢?

有的學生提出：用同樣的電源，分別接上兩個不同的燈泡時，為什么電路中的電流不同呢?

教師對學生提出的問題給以肯定，這些問題提得很好，請學生在課下繼續交流探討，在以后的學習中我們會繼續探究這些問題。

點評：

本節課是一節典型的探究實驗課，目的是要學生體驗探究過程，學習科學探究的方法，通過自主地探究實驗得出結論。

篇3

【關鍵詞】RLC串聯電路；暫態特性；振蕩周期；附加電容

無論是在《電磁學》還是在《電工學》中，RLC串聯電路暫態特性實驗都是典型實驗，他對學生提高動手能力、觀察能力，對學生學習和熟練掌握RLC串聯電路暫態特性，起到很好的直觀作用。

在理論學習中，我們知道：RLC 串聯電路暫態特性有三種情況，即阻尼振蕩狀態，臨界阻尼狀態和過阻尼狀態。這三種阻尼狀態對于不同的電阻R，放電時放電電容C兩端的電壓隨時間t 變化的波形如圖（一）所示。

圖（一）

在理論學習時我們知道，在阻尼振蕩狀態中，振蕩周期

（1）

當R24L/C時，隨時間t變化的波形為Ⅲ狀態，稱為過阻尼狀態。如果R2

（2）

在現實教學實驗中用公式（2）計算的周期理論值和在示波器中觀測到的周期實驗值相比較誤差較大.為什么產生這種情況？ 我們通過實驗來討論這個問題。

用示波器觀察RLC串聯電路電容C上電壓暫態過程的線路如圖（二） 所示。

圖（二）

實驗儀器： 示波器（ SR8） ， 方波發生器（M F- 5A 型） ， 標準電感（ L= 50mH ） ， 電阻箱ZX38A/ 11 型） ， 可變電容箱（ RX7 型） 。

實驗內容： 當電阻R一定（ 如R=100Ω ） ， 電容C一定（ 如C = 0.002μF） 時， 測阻尼振蕩周期， 并與理論值比較。

實驗數據： 阻尼振蕩周期從示波器上測得的值為：

T實驗=（0.1ms/div ×2.00div/3≈0.0667ms

計算阻尼振蕩周期的理論值：

當R= 100Ω R2= （ 100Ω）2= 104Ω2

4L/C=（4×50×10-3）/（002×10-6）= 108H/F.符合 R2

T理≈ = 2×3.14 = 0.0628×10- 3（ s）= 0.0628（ ms）

相對誤差

δ=（T實驗- T理論）/T理論=（0.0667-0.0628）/0.0628×100%≈6%

實驗結果表明： 實驗值與理論值相差較大， 不能較好吻合。

分析討論： 振蕩周期的實驗值與理論值之所以有較大的相對誤差， 關鍵在于理論值是根據T =計算出來的，電容值的大小C與可變電容的示值C0的大小不一樣， 即C= C0+ C′，

C′暫且稱為附加電容， 即電容器示值為0時電路的電容（包括接觸電容和漏電電容）， 由于公式中代入的實際上是C0 而不是C， 所以T理論與T實驗相差較大。

解決方法：通過實驗的方法測出附加電容C′的大小， 用圖1 所示電路進行測量， 方法是調節可調電容器， 使其示值為0， 用示波器測出此時的阻尼振蕩周期（用示波器測得）：

T實驗 =（50μs/div×3.80div/8= 23.75×10- 6s

因為此時滿足R2

將T = 23.75×10- 6s 、L= 50mH 代入公式得：T= 23.75×10- 6= 2×3.14

則C′= 2.86×10- 10F= 2.86×10- 4μF

也就是說當可變電容器示值為0時， 電路的附加電容為

C′= 2.86×10- 10F= 2.86×10- 4μF， 那么， 當電容器的示值為C0= 0.002×10- 6F 時， 電路的總電容為：

C= C0+ C′= 0.002×10- 6F+ 2.86×10-10μF

= 20×10- 10F+2.86×10- 10F= 22.86×10- 10F

所以振蕩周期在考慮了電容器的附加電容后應為：

T ≈= 2×3.14 ≈6.71×10- 5（ s） = 0.0671（ ms）

這時測量的相對誤差

δ=|（0.0667- 0.06710/0.0671| =0.006=0.6%

結論： 在考慮了可變電容器的附加電容后， 振動周期的實驗值與理論值相差甚少， 所以在試驗時要考慮到附加電容問題， 并用實驗的方法進行修正，即應先測得電路中的附加電容值后，再把實驗值與理論值相比較，實驗結果會于理論值符合的很好。在測量臨界電阻的值時， 有同樣的問題存在， 可以用同樣的方法進行修正。

參考文獻：

[1]普通物理實驗，張力，云南大學出版社，2009.

篇4

低壓電源線上的瞬變電壓幅值有時能達到標稱電壓的許多倍。這種情況常常要求對設備保護防止有人使用不適當的功率電平。防止敏感電路過電壓的常用方法是增加并聯嵌位電路。保險絲或其他限流器件處于這些嵌位電路的高能吸收能力之前。其他情況由于難以安裝或更換保險絲、工作環境不可接近或者需要不間斷工作而要求使用高壓串聯保護電路（而不是并聯嵌位電路）。圖1所示串聯保護電路使用一個串聯的高壓N溝道MOSFET電源開關Q1和一個快速過電壓探測器來關閉電源開關。電源開關和串聯電源整流器D1能防止負載上出現高達±500V瞬變高壓和連續過電壓。

圖 1，這一電路可防止與右邊兩個端子連接的負載不會出現與左邊兩個端子連接的電源瞬變過電壓和瞬變高電壓。

在這種用12V標稱電壓電源線提供1A負載電流的電路中，一個高端開關驅動器IC1對完全接通的電源開關提供偏置。你可以通過改變D1和Q1來提高最大負載電流。為了預防出現很低的電源電壓， IC1內含一個在電源電壓高于10V時才能工作的欠壓鎖定電路。為防止出現過壓，該電路使用一個由3只晶體管組成的、無偏置電流的、50納秒過電壓探測器，該探測器在當輸入電壓達到20V左右時起觸發作用。此時，Q4將電源電壓的柵極快速對地短路，強行關閉電源。升高的過電壓首先使齊納二極管D2導通，D2將IC兩端的電壓嵌位在18V左右以保護IC。齊納電流流過2.2kΩ電阻器，產生一個使Q2導通的偏置電壓。Q2導通引發一系列快速的動作：Q3導通，導致Q4導通，又導致Q1柵極電容快速放電而使Q1截止。

圖 2，加到圖1所示電路的VIN上的150V瞬變電壓對VOUT幾乎沒有影響。

你可以這樣來驗證該電路的性能：該電路在12V電源電壓下輸出1A電流時，在電源電壓上加一個150V瞬變電壓（圖2）。瞬變電壓電源的內部阻抗為1Ω，所加電壓的上升時間為1ms。該電路在正常工作時吸收20mA電流，其中3mA被過電壓鎖定、電壓探測分配器所吸收，17mA被IC1所吸收。如果你的設計需要在高溫條件下工作，則請注意IC1的柵極電流輸出是相對受限制的。你在進行高溫設計計算時，需要密切關注其他電路元件產生的漏電流。

篇5

關鍵詞: 串并聯電路 八功率 內在關系

一、“八功率”問題的前提條件

兩個純電阻的阻值分別為R和R,當它們分別單獨使用、并聯使用或串聯使用時均使用電壓不變的同一電源。

設R單獨接在電壓為U的電源上時(如圖1所示)消耗的電功率為P;R單獨接在電壓為U的電源上時(如圖2所示)消耗的電功率為P;R、R并聯接在電壓為U的電源上時(如圖3所示)消耗的總功率為P,R消耗的電功率為P,R消耗的電功率為P;R、R串聯接在電壓為U的電源上時(如圖4所示)消耗的總功率為P,R消耗的電功率為P′,R消耗的電功率為P′。

由于R、R分別單獨使用(如圖1和圖2所示)和它們并聯使用(如圖3所示)時,R或R的兩端電壓均等于總電壓U,根據P=U/R,因此R(或R)單獨使用時消耗的電功率與它們并聯使用時R(或R)消耗的電功率一定相等。所以,用相同的符號P(或P)表示。

二、“八功率”間的內在關系及其證明

公式一:P=P+P

證明:如圖3所示,P+P=UI+UI=U(I+I)=UI=P。

公式二:P=P′+P′

證明:如圖4所示,P′+P′=UI′+UI′=(U+U) I′=UI′=P。

公式三:=+

證明:因為:P=U/R(如圖4所示),P=U/R(如圖1和圖3所示),P=U/R(如圖2和圖3所示),

所以:+=+===。

公式四:P=P P′或P=P P′

證明:因為:P=UI′(如圖4所示),P=U/R(如圖1和圖3所示),P′=I′ R(如圖4所示),

所以:PP′=×I′R=UI′=P。

三、典型例題分析

下面以常見的五種不同情況作典型分析。

例題1:兩個燈泡L、L分別標有“220V 60W”和“220V 40W”字樣。它們并聯在220V的電源上消耗的總功率是?搖?搖?搖瓦;它們串聯在220V的電源上消耗的實際功率分別是?搖?搖?搖瓦和?搖?搖?搖瓦,兩燈消耗的總功率是?搖?搖?搖瓦。

解析:因為兩燈的額定電壓都是220伏、額定功率分別是60瓦和40瓦。所以兩燈分別單獨接在220伏的電源上時,實際功率分別是60瓦和40瓦,即P=60瓦,P=40瓦。先根據公式一,兩燈并聯在220伏的電源上消耗的總功率P=P+P=100瓦;然后根據公式三1/P=1/P+1/P得:兩燈串聯在220伏的電源上消耗的總功率P===24瓦;再根據公式四P=PP′得:兩燈串聯在220伏的電源上時,L消耗的實際功率P′=P/P=(24瓦)/60瓦=9.6瓦;最后根據公式二,兩燈串聯在220伏的電源上時,L消耗的實際功率P′=P-P′=24瓦-9.6瓦=14.4瓦。

常規解法:(當兩燈串聯在220伏的電源上時)

(1)R=U/P=(220伏)/60瓦=(2420/3)歐

(2)R=U/P=(220伏)/40瓦=1210歐

(3)R=R+R=(2420/3)歐+1210歐=(6050/3)歐

(4)I′===安

(5)P′=I′R=(安)×歐=9.6瓦

(6)P′=I′R=(安)×1210歐=14.4瓦

(7)P=UI′=220伏×(6/55)安=24瓦。

例題2:目前仍有一些農村簡易劇場用變阻器作為舞臺調光器,電路如圖5所示,造成了電能的浪費。L是“220V,900W”的燈泡,移動滑片P,使舞臺燈光變暗,當燈炮實際功率為400W時,變阻器消耗的電功率為?搖?搖瓦。(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)(2000年河北中考試題)

解析:當滑片P滑至a時,燈泡單獨接在220V的電源上且能正常工作,所以P=900瓦;當滑片P向右移動時,燈L與變阻器R串聯,燈泡實際功率為400瓦,即P′=400瓦,求變阻器消耗的電功率P′。先根據公式四,P=PP′=900瓦×400瓦,則燈泡與變阻器串聯時的總功率P=600瓦;再根據公式二,變阻器消耗的電功率P′=P-P′=600瓦-400瓦=200瓦。

常規解法:

(1)R=U/P=(220伏)/900瓦=(484/9)歐;

(2)U=P′R=400瓦×(484/9)歐,U=(440/3)伏;

(3)U=U-U=220伏-(440/3)伏=(220/3)伏;

(4)I′===安;

(5)P′=UI′=(220/3)伏×(30/11)安=200瓦。

由以上兩題不難看到常規解法不僅解題步驟多,而且數據運算繁瑣,因此劣于上述“用兩個電功率直接求第三個電功率”的簡便算法。

例題3:一盞電燈直接接到電壓不變的電源兩極上恰好正常發光。如果將這個電源連上長導線后,再接這盞燈使用,電燈的實際電功率為81瓦,長導線上損失的電功率為9瓦。求電燈的額定功率是多少瓦?

解析:由題意可知:電燈R與長導線R串聯,電燈R的實際電功率P′=81瓦,長導線R上損失的電功率P′=9瓦。因為電燈直接接到電源上時正常發光,因此求電燈的額定功率,本質上就是求此時的實際功率P。先根據公式二,它們串聯時的總功率P=P′+P′=81瓦+9瓦=90瓦;再根據公式四,電燈的額定功率P=P/P′=(90瓦)/81瓦=100瓦。

例題4:如圖6所示為電烙鐵保護盒的電路圖,已知電烙鐵的額定功率為36瓦。當開關S閉合時,燈泡L不亮,電烙鐵R正常工作。有時為了避免電烙鐵發熱過甚,斷開S,電燈L亮,使電烙鐵在小于額定電壓下工作,只起保溫作用,若此時燈泡發光時的實際功率為8瓦,求電烙鐵的實際功率為多少瓦?(假設燈泡發光時的電阻小于電烙鐵的電阻)

解析:當S閉合時,電烙鐵R直接接在電源上正常工作,所以電烙鐵的實際功率P=P=36瓦;當S斷開時,電烙鐵R與燈泡L串聯,燈泡的實際功率為8瓦,即P′=8瓦,求此時電烙鐵的實際功率P′。先根據公式二,電烙鐵R與燈泡L串聯時的總功率P=P′+P′=P′+8瓦………①; 再根據公式四,P=PP′=36瓦×P′………②,①代入②得:(P′+8瓦)=36瓦×P′,解得:電烙鐵的實際功率P′=4瓦(不合題意,舍去)或P′=16瓦。

例題5:在電源電壓不變的某一電路中,接入一個可調溫的電熱器,電熱器內部有兩根阻值不相等的電熱絲;當兩根電熱絲串聯使用時,電熱器消耗的電功率為220瓦;當只使用其中一根阻值較大的電熱絲時,電熱器消耗的電功率為275瓦;則下列關于電熱器消耗電功率的說法正確的有(?搖?搖)

A.當兩根電熱絲串聯使用時,阻值較小的電熱絲消耗的電功率為44瓦

B.當兩根電熱絲并聯使用時,阻值較大的電熱絲消耗的電功率為176瓦

C.當兩根電熱絲并聯使用時,電熱器消耗的電功率為1375瓦

D.當單獨使用阻值較小的電熱絲時,電熱器消耗的電功率為1100瓦

篇6

【關鍵詞】大功率IGBT 串聯 并聯

近年來，IGBT在電路中的應用越來越廣，同時，諸如軌道交通等行業對兆瓦級大功率變流器的需求也增加，也就更需要大功率的IGBT。直接選用大功率等級的IGBT雖然滿足要求，但會增加成本和驅動電路的復雜性，因此驅動電路簡單而市場貨源充足的串聯或并聯較小功率等級的IGBT的方法就受到了人們的青睞，有關人員對此實行了研究。

1 IGBT簡介

傳統的高壓直流輸電是以晶閘管作為換流閥，用相控換流器（PCC）技術為核心。但是，晶閘管具有單向導電性，導致PCC技術只能控制閥的開通，只有通過交流母線電壓過零，把閥電流減小到閥的維持電流以下，才能實現閥的自然關斷。IGBT就是在這種情況下發展而來的。

IGBT的全稱是Insulated Gate Bipolar Transistor，即絕緣柵雙極型晶體管。與傳統晶閘管器件相比，它的開關損耗和驅動功率都比較小、通態壓降也明顯降低，但開關速度和輸入阻抗則比較高，因此在高壓固態開關、柔性直流輸電等需要大功率的設備和場合更為適用。但這些大功率的設備同時也需要較高的電壓，通常能達到數十甚至數百千伏，然而目前單個IGBT最高只能達到6.5千伏電壓，因此急需提升容量的方法。研究人員要兼顧經濟性和器件的可靠性，因此就需要對多只IGBT采取串聯或并聯的措施，以實現大功率的需要。

2 對大功率IGBT串聯的研究

2.1 大功率IGBT串聯及動態不均壓原因的簡述

對IGBT器件直接串聯是實現大功率IGBT的一種方式，這種串聯的電路依據的理論就是在觸發IGBT的時間和器件參數相同時，可以根據其耐壓值，串聯任意數量的器件。它的優點是設計結構簡單、易于控制而不必使用太多器件，因此深受歡迎。但是在使用時，這種器件的開關速度快，實際運行時一般僅需數十乃至數納秒，也就意味著這種串聯電路要求極高的單個器件均衡性。

然而，IGBT的個體之間在結構上和觸發上都存在一定差異，盡管差異不大，但在整個IGBT組合開關的一瞬間，IGBT本身的反并聯二極管被強制關斷，由于它們的反向恢復電荷并不相同，導致速度差異，結果就引起動態電壓不均衡的問題。

2.2 實行均壓的方法

常見的動態均壓技術有兩種：柵極側主動均壓和負載側被動均壓。前者需要使用阻容二極管有源均壓法和脈沖變壓器耦合均壓法，后者則是利用一個緩沖吸收電路或箝位電路。

為了測試不同方法的效果，需要對兩種方式進行仿真試驗。電壓不均衡是因為延遲時間的差異，而當差異在300ns以下，電壓不均的問題就不會很明顯。因此，實驗設定的延遲時間為500ns。

研究人員先根據不同的方法設計出合適的電路，給出合適的電壓值或負載值，然后繪制相應的IGBT開通和關斷波形圖，比較采取均壓措施前后的變化。實驗發現，負載側被動均壓結構簡單而且能有效減少電壓的不平衡，但在IGBT特性區別較大時，電路上的損耗會增加，而且影響IGBT開關的速度，更適合功率相對較小的情況。脈沖變壓器耦合法同樣效果明顯，而且對電路損耗、開關速度的影響都不大，但在變壓器參數的設計和選擇上要格外注意，否則效果會不理想。阻容二極管有源均壓法的優勢則是穩定電壓的用時短，可以保證系統的工作效率，并能用于多模塊IGBT的串聯使用。

3 對大功率IGBT電路并聯的研究

3.1 常用的并聯方式

為了以經濟的方式實現IGBT更高等級的功率，對IGBT采取直接并聯的技術也是一種方法。常見的并聯方式有功率模塊級并聯、驅動級并聯和器件級并聯。功率模塊級并聯是指并聯相同功能和功率的模塊，優勢是開發周期短、容易實現同一變流器不同功率等級的系列化擴展需求、可靠性高；但器件工作時的均流性和同步保護性都較差。驅動級并聯中的各IGBT器件都有獨立驅動器，可以試驗同步運行。由于不存在環流問題，其均流效果較好，但器件的故障保護不同步，且較多的驅動器意味著更高的成本。器件級并聯可以實現1個驅動器驅動多個器件，在小功率IGBT中應用普遍，但在大功率的IGBT中，由于共射環流、主電路平衡和器件差別的影響，技術上難度較大；不過，它可以確保驅動信號及故障保護的一致性，有利于減少故障、降低成本。

3.2 并聯電路的問題及研究

在IGBT并聯電路中，由于器件參數不一致、電路布局不對稱和設計不合理等原因，往往會引起通過IGBT器件的電流分配不均勻，而均流狀況不佳會造成不理想的輸出效果甚至器件和裝置的損壞。因此，有關人員進行了仿真試驗，以便研究不均流現象。

研究人員采取了電壓型全橋逆變電路的主電路設計，4個電臂均由2個并聯的三菱CM200DY-12E型號IGBT模塊組成。試驗發現，飽和導通壓降和集電極、發射極引線的等值電阻都會引起靜態不均流。第一種情況下，制造IGBT的工藝缺陷導致飽和導通壓降不一致，壓降較小的器件中，通過的電流更大。第二種情況里，引線長度有偏差時會導致兩極的等值電感和電阻的不同。盡管電阻的差異微小，但會對靜態電流產生較大影響，進而導致不均流。

當并聯的IGBT開通和關閉時間不一致時，就會引起動態不均流。導致這種差異的因素有驅動電路設計、柵極電阻、門檻電壓和密勒電容等。例如，電路設計時，進行共用驅動器和獨立驅動器的對比，發現前者在延遲上沒有差異，更容易實現動態均流。電容值越大，延遲時間就越長，越會影響電路的關斷。

此外，設計電路時，要注意合理的布局。首先，盡可能選用參數完全一致/匹配的器件；其次，IGBT會受到溫度影響，因此要保證把IGBT安裝在同一個散熱板上，實現對稱散熱。

4 結束語

在大功率的IGBT電路使用范圍愈發廣泛的過程中，不同電路設計各有優勢，但缺陷也逐漸暴露。因此，目前重點研究了串、并聯中的缺點，以盡可能減小乃至消除它們的影響，促進大功率IGBT驅動電路的普及。

參考文獻

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篇7

亞洲2號衛星參數（以濟南為例）：

轉發器帶寬：36MHz

工作頻段：上行5845－6425 MHz 、下行 3625－4200MHz

軌道位置：100.5°E

上/下行極化方式：線性雙極化

飽和功率通量密度SFD：－89.3dBW/m2

衛星6A轉發器有效全向輻射功率EIRPs：40.6dBW

衛星接收天線增益與噪聲溫度比G/T：－1.2dBW/K

濟南地理位置：經度117°，緯度36.65°(ψ=36.65)，與衛星的經度差：Δλ=117―100.5=16.5°。根據計算天線EL(仰角)為44.0°， AZ(方位角)為206.4°，衛星到地球站距離d為37498 Km。

上行系統鏈路計算

地球站使用9米發射天線，增益為53.1dB@6.2GHz。饋線系統損耗約為1dB，固態功率放大器輸出飽和功率為23dBW。對于QPSK調制信號，為防止頻譜包絡旁瓣再增長，至少需要回退1-2dB。即使按回退2dB計算，其上行EIRP可達74.1dBW。

1、租用轉發器帶寬

一路視頻： 5Mbps

立體聲電視伴音： 0.256Mbps

六套立體聲廣播：6×0.256= 1.536Mbps；

圖文信息： 0.3552Mbps；

低速數據：0.0384 Mbps；

高速數據：2.048Mbps；

總信息速率: 5 + 0.256 +1.536+ 0.3552+0.0384+2.048=9.2336Mbps.

取開銷為信息率的2%， 則數據率為：9.2336×(1 + 0.02 ) = 9.418Mbps

傳輸速率Rb：取FEC = 3/4，RS糾錯編碼為(204，188)，則：

Rb=9.418×4/3×204/188= 13.626 Mbps

字符率 (QPSK調制) : 13.626÷2 = 6.813Mbaud

占用帶寬(滾降系數為0.4)： 6.813×1.4=9.538 MHz

加保護帶后租用帶寬：9.538+0.16=9.7 MHz

2、轉發器推至飽和所需的固態功放輸出功率

上行鏈路損耗Lu為199.52dB ，考慮到0.5dB的大氣吸收，可取200dB。

下行鏈路損耗Ld=195.53dB，考慮到0.5dB的大氣吸收，可取196.0dB。

由于租用的帶寬為9.7MHz，則分配到一個SCPC載波的EIRP值為：

40.6-10lg（36/9.7）=34.9dBw。

考慮到在多載波情況下保持良好的線性，轉發器的功率還應回退4dB左右，從而一個SCPC載波的EIRP值為：

EIRPS9.7 =34.9―4=30.9dBw。

衛星公司提供的衛星飽和通量密度為φ=-89.3 dBw /m2，則由φ=EIRPES-10lg(4πd2)可求出：

EIRPES=φ+101g(4πd2)=-89.3+162.48=73.18dBw

轉發器輸入功率回退：IPBO為6 dB

轉發器輸出功率回退：OPBO為3 dB

本載波所需上行功率：

EIRPE = EIRPES －IPBO -10lg(36/9.7)= 73.18－6-5.9= 61.28dBw

天線發射端口功率P= EIRPE - G = 61.28 - 53.1 =8.18dBw

考慮到功放到天線的饋線損耗約為2dB，因此固態功放的輸出功率應為10.18 dBw，即10.42w。

下行系統鏈路計算

天線和接收系統的噪聲溫度估算為80K。

Z為波茲曼常數1.38×10-23焦耳/K

1、2.4米接收天線：

天線直徑D = 2.4m

G2.4= 10lg[ (πD / λ)2•η]

= 10lg[ ( 2.4π/0.075 ) 2•0.65]

= 38 dB

(G/T)2.4 = 38- 10lg80

=19dB/K

(Eb/N0)2.4= EIRPS9.7-Ld+(G/T)2.4-10lgZ -10lg Rb=30.9-196+19-(-228.6)－71.3=11.2dB (門限5.5dB)

2、2米接收天線：

天線直徑D = 2m

G2= 10 lg[ (πD / λ)2 •η]

= 10lg[ ( 2π/0.075) 2 •0.65]

= 36.6 dB

(G/T)2 = 36.6-10lg80

=17.6 dB /K

(Eb/N0)2= 30.9-196+17.6-(-228.6)－71.3=9.8dB(門限5.5dB)

3、1.5米接收天線：

天線直徑D =1.5m

G1.5= 10 lg[ (πD / λ)2 •η]

= 10lg[ (1.5π/0.075) 2 •0.65]

= 34.1 dB

(G/T)1.5 = 34.1-10lg80

=15.1 dB /K

(Eb/N0)1.5= 30.9-196+15.1- (-228.6)－71.3= 7.3dB(門限5.5dB)

篇8

關鍵詞：串聯電抗器 限制 短路電流 維護

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0096-02隨著南方電網網架的迅猛發展，用電需求的持續增長，一些發達地區的電力負荷日趨增大，而且電網結構的發展也越來越復雜，線路距離短時，其短路電流水平超標的風險越來越突出，給電網的安全可靠運行帶來極大風險，而加裝限流電抗器來降低電網短路電流水平的方式則成為了最有效、最便捷、最經濟的解決該問題的方式。500 kV縱江―寶安線路只有17.444 kM，線路長度短，需要加裝串聯電抗器工程12臺500 kV限流電抗器，電流4000 A，電抗21Ω，容量336 Mvar。是目前世界上運行容量最大、電壓等級最高的干式空心交流電抗器設備。這樣可以保障廣東東南片區電網的安全可靠運行，增強系統抵御運行風險的能力，降低電網短時電流水平。

1 短路電流超標原因及限制措施

500 kV電網等值零序阻抗大于正序阻抗是500 kV母線的三相短路電流大于單相短路電流的原因。從理論上分析，影響因素為：（1）系統主要500 kV電源點離負荷中心變電站距離較遠，因此近似認為500 kV電網正序組抗與負序組抗相等，三相與單相短路電流大小主要取決于正序與零序阻抗的大??；（2）系統500 kV線路平均長度較短，并聯條數多，主變壓器零序阻抗遠大于線路零序阻抗，因此500 kV電網短路電流大小主要取決于500 kV線路；（3）線路零序阻抗均大于其正序阻抗，一般取正序阻抗的3倍，因此，從500 kV母線往外看，其500 kV電網的正序等值阻抗小于零序等值阻抗。

限制短路電流的措施有：發展高一級電網，低壓電網分片或將母線分列、分段運行，甚至將電網解列；采用高阻抗變壓器； 更換斷路器，對現有變電站增容改造；采用串聯電抗器。根據華東電網的實際情況和各種措施的費用及效果，在電網的合適地點安裝串聯電抗器是較為現實的措施。限制短路電流的益處是多方面的。

（1）直接減輕斷路器的開斷負擔，有助于減少維修并延長壽命；

（2）限制流過重要電氣設備的短路電流，避免設備損壞；

（3）減少線路電壓損耗和發電機失步概率；

（4）減少故障時超高壓輸電網附近的電磁污染。

現在500 kV縱江―寶安線路采用加裝串聯電抗器這種技術措施，可以有效地抑制系統的短路電流。目前500 kV大限流電抗器運行情況良好。

2 限流電抗器結構介紹

500 kV母線串聯限流電抗器，額定電感2x33.4 mH，額定電流4000 A，因為容量相當大，所以造成電抗器本體尺寸比常規電抗器尺寸要大出很多。為了盡最大可能減小設備的尺寸和重量，降低運輸難度，因此設計為兩臺串聯使用，電抗器采用耐熱性能高的絕緣材料，以提高設備可靠性及熱備用。干式空心電抗器在運行中，不可避免的在其附近產生漏磁場。尤其是大容量的電抗器，在其附近會產生很大的漏磁場，使得電抗器附近的金屬物感應出較大的渦流損耗，尤其對鐵磁物質，其感應的渦流損耗造成的溫度，常常達到不能允許的程度。因此，在設計大容量干式空心電抗器時，禁忌使用鐵磁物質作為電抗器的任何部件。對于電抗器支撐部位，必須選用與磁力線垂直的大截面時，一般選用無磁鋼材料，這樣，不僅何以保證電抗器的整體機械強度，還可以大大降低由交變磁場產生的渦流損耗。由于系統電壓較高，根據經驗，當電抗器運行于戶外時，為提高電抗器本體絕緣性能，保證線圈使用壽命，減少局布放電發生，需要加裝防雨裝置。

3 維護注意事項

3.1 正常巡視（不停電）的項目和要求

巡視一般要求：

（1）對產品進行目測，檢查產品是否完整，重點檢查均壓件有無明顯松脫或掉落）。

（2）檢查線圈表面油漆有無脫落，有無變色、起泡、掉漆，設備表面應清潔，標志清晰、完善。

（3）檢查絕緣子表面有無顏色異常焦黑、裂紋、閃絡。

（4）查看鋼構件和底架生銹腐蝕情況，各法蘭處緊固螺絲緊固情況。

（5）檢查設備上是否有異物。

（6）查看是否從電抗器內部發出異常的聲響，電抗器噪音A計權聲壓值應小于62.4 dB（A）。查看電抗器內部是否有燒焦的氣味或痕跡。

（7）引線接觸良好，接頭無過熱，各連接引線無發熱、變色。各個部位溫升的限值如表1，表1為電抗器運行在額定電流下的溫升限值，實際溫升應根據現場運行狀態進行檢測。

（8）在外的接線端子應無過熱情況。每月對外露導電接觸面進行一次紅外測溫。

（9）接地可靠，周邊金屬物無異常發熱現象。

（10）場地清潔無雜物，無雜草。

3.2 停電維護及試驗項目與周期

見表2。

3.3 發生線路短路故障時注意事項

每次發生短路故障后，電抗器受到短路電流的作用，要檢查電抗器是否有位移，支撐絕緣子是否松動扭傷，檢查絕緣瓷頂部和底部金屬澆注部位有無松脫或開裂，引線有無彎曲，絕緣子底座的接地線應完整，絕緣支柱有無破碎，有無放電聲及燒焦氣味。

4 結語

串聯電抗器投運至今，已經安全穩定運行了一年左右。在500 kV縱江―寶安線路加裝電抗，可將該線路短路電流控制在50 kA以下，對降低500 kV縱江站短路電流也有比較明顯的效果，以此增加廣東電網運行方式的靈活性，同時也為今后串聯電抗器在廣東電網的推廣應用積累經驗。

參考文獻

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關鍵詞：網絡圖論；節點導納矩陣；穩壓電路；串聯反饋

中圖分類號：TM13 文獻標識碼：A

文章編號：1004373X(2008)0516504

Research on Analysis of Transistor Constant-voltage Circuit Based on Feedback in Series

LI Rong,WANG Xiaohong

(Shaanxi Polytechnic Institute,Xianyang,712000,China)

Abstract：In this paper,based on the view point of network graph theory,we build the mathematics model of linear network which contains controlled devices.Then,the explicit function descriptive relationships of the electric parameter which belong to the whole network are given out.Using the parameter separating out method,we resolve the problems of the electronic circuit model.As a result,we make the network analysis systematically and build the foundation for the computer analyzing and designing.According to the characteristics of electronic circuits,a node-matrix analytical method is used to deduce the analytic equations.These equations are used to computing the constant-voltage coefficient,the output resistance of the constant-voltage source.Furthermore,we analyze the performance alternation of the constant-voltage source caused by the changes of circuits′ parameters and structure qualitatively and quantitatively.

Keywords：network graph theory;node matrix;constant-voltage circuit;feedback in series

1 串聯反饋型晶體管穩壓電路的計算模型

串聯反饋型晶體管穩壓電路中含有的元器件種類繁多，把他作為我們研究問題的對象， 使得研究結果具有普遍性。串聯反饋型晶體管穩壓電路如圖1所示。圖中，[AKU?]i為電網電壓經變壓、整流、濾波后的輸出電壓值；VT1為調整管，VT2為放大管，VD為穩壓管， 內阻為r。假設，VT1的參數為rbe1,β1；VT2的參數為rbe2,β2。

根據電路圖可知電路有5個獨立節點，輸入為節點1，輸出為節點5，其余節點按順序標于圖中。

根據放大電路導納矩陣的建立方法，可以對此電路建立計算模型。

(1) 首先去掉晶體管VT1和VT2，寫出剩余部分電路的導納矩陣。

此導納矩陣即是用來描述串聯反饋型晶體管穩壓電路的數學模型。對于穩壓電源而言，我們所關心的是穩壓電源的輸出電壓是否恒定、輸出電阻是否很小、穩壓系數是否很小。有了穩壓電源的數學模型，下一步的問題就是如何對數學模型進行求解。

2 串聯反饋型晶體管穩壓電路性能指標的求解

2.1 串聯反饋型晶體管穩壓電路性能指標的求解

對于直流穩壓電路來說，可以假設有兩個外加恒流源電流，分別記為[AKI?]│1和[AKI?]│n，方向以從外節點流入為正。這樣整個電路的方程組包括反映信號源和負載的方程各一個。由于對外只有兩個節點，可以用兩個方程來描述，再考慮外加恒流源和支路電流關系的兩個方程，總共6個方程來描述。利用直流穩壓電源的節點導納矩陣，可以得到端口方程：

式中，Δ為穩壓電路節點導納矩陣的行列式；Δ11為此導納矩陣中位于第1行第1列的元素所對應的代數余子式；Δn1為此導納矩陣中位于第n行第1列的元素所對應的代數余子式；Δ1n為此導納矩陣中位于第1行第n列的元素所對應的代數余子式；Δnn為此導納矩陣中位于第n行第n列的元素所對應的代數余子式。

由圖1可知[AKI?]│1=[AKI?]1,[AKI?]│5=[AKI?]5，并代入式(6)，得:

式(11)和式(13)就是描述穩壓電路質量指標的解析式，從而作為求解穩壓電源的質量指標的依據。對于直流穩壓電源來說，只要建立形如式(3)的節點導納矩陣，并計算出他的行列式以及相應的代數余子式Δ,Δ11,Δ15,Δ55,Δ11,55，代入式(11)或式(12)以及式(13)或式(14)，就可以求出穩壓電路的穩壓系數及輸出電阻。

3 參數變化和電路結構的改變對穩壓電源性能指標的影響

用以衡量穩壓電源穩壓特性的指標是質量指標。在電子線路中常用的質量指標有穩壓系數輸出電阻和紋波電壓等。對于穩壓電源來說，穩壓電源的輸出電壓越穩定、輸出電阻越小、穩壓系數越低，穩壓電源的穩壓效果就越好。通過對穩壓電源的分析，根據不同的需要可以采用不同的方法來改變相應的質量指標。下面針對幾種不同的方法給出相應性能指標的解析式。

3.1 參數變化對穩壓電源性能指標的影響

造成電路參數變化的原因大致有兩種:第一種是自然條件發生變化引起的。常見的有環境溫度的變化，會造成晶體管輸入電阻rbe、電流放大系數β等發生變化，勢必會造成晶體管節點導納矩陣中的元素值發生變化；第二種是人為因素造成的，比如改變電阻值，更換晶體管等，也會改變晶體管節點導納矩陣中相應的元素值。這兩種情況，僅僅是改變了放大電路導納矩陣中的某些元素的值，并不會改變放大電路的節點數。在分析參數變化對穩壓電源性能指標的影響時，可以采用相關的解析式求得相應的數值和參量變化后性能指標的相對變化率。

在此以更換調整管為例，說明其對穩壓電源的性能的影響。為了提高穩壓電源的輸出電流，我們可以采用大功率的晶體管作為穩壓電源的調整管。此時電路的節點數不發生變化，放大電路的附加矩陣[WTHX]Y[WTBX]δ就是調整管的節點導納矩陣[WTHX]Y[WTBX]VT1，既有:

式(15)中的行號、列號b,c,e應分別與晶體管的基極、集電極和發射極在穩壓電源中的實際編號相對應。對于┩1所示的串聯型直流穩壓電源來說，b,c,e分別對應于節點2、節點1和節點50,在式(15)中，他的二階及二階以上的高階子式的行列式都為零，只有6個一階子式為非零值，可以找到由[WTHX]Y[WTBX]δ造成的相應代數余子式的增量值：

到第e行上，然后去掉第b行第b列構成的累加代數余子式；Δij,(c+e)(b+e)為在[WTHX]Y[WTBX]矩陣中去掉第i行第j列，把第c行加到第e行上，把第b列加到第e列上，然后去掉第c行第b列構成的累加代數余子式。

有了式(16)，可以得到更換晶體管之后對穩壓電源性能指標造成的影響：

(1) 穩壓系數

3.2 電路結構的改變對穩壓電源性能指標的影響

為了改善電子電路的性能，可能需要添加一條支路，或者把原有的某條支路改變接點的位置，或者插入某個環節，或者將兩個節點短路等，這都使得電路結構發生一定的變化。這種變化不僅改變了導納矩陣中元素的位置，甚至會擴大或縮小導納矩陣的階數。為了方便分析問題，假設放大電路的節點數不變，從而研究電路結構發生某種變化對穩壓電源性能指標產生的影響。

3.2.1 在不同節點處加接電容對紋波系數的影響

對于圖1所示的串聯反饋型晶體管穩壓電路，為了減小紋波系數，常采用對地跨接一個大電容的方法來實現。至于這個電容的容值有多大，接在哪個節點上，我們要經過理論計算和實際物理實驗加以驗證并得到確定。下面針對此電路，求解在不同的節點處跨接相同電容的情況下的紋波系數的解析式。

(1) 在i=2,k=0處跨接電容C1，此時附加矩陣為：

參考文獻

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作者簡介

李 戎 女，1960年出生，陜西工業職業技術學院副教授，碩士。

篇10

1．鞏固串聯電路的電流和電壓特點.

2．理解串聯電路的等效電阻和計算公式.

3．會用公式進行簡單計算.

能力目標

1．培養學生邏輯推理能力和研究問題的方法.

2．培養學生理論聯系實際的能力.

情感目標

激發學生興趣及嚴謹的科學態度，加強思想品德教育.

教學建議

教材分析

本節從解決兩只5Ω的定值電阻如何得到一個10Ω的電阻入手引入課題，從實驗得出結論.串聯電路總電阻的計算公式是本節的重點，用等效的觀點分析串聯電路是本書的難點，協調好實驗法和理論推導法的關系是本書教學的關鍵．

教法建議

本節擬采用猜想、實驗和理論證明相結合的方式進行學習.

實驗法和理論推導法并舉，不僅可以使學生對串聯電路的總電阻的認識更充分一些，而且能使學生對歐姆定律和伏安法測電阻的理解深刻一些．

由于實驗法放在理論推導法之前，因此該實驗就屬于探索性實驗，是伏安法測電阻的繼續．對于理論推導法，應先明確兩點：一是串聯電路電流和電壓的特點．二是對歐姆定律的應用范圍要從一個導體擴展到幾個導體（或某段電路）計算串聯電路的電流、電壓和電阻時，常出現一個“總”字，對“總”字不能單純理解總和，而是“總代替”，即“等效”性，用等效觀點處理問題常使電路變成簡單電路．

--方案

1．引入課題

復習鞏固，要求學生思考，計算回答

如圖所示，已知，電流表的示數為1A，那么

電流表的示數是多少？

電壓表的示數是多少？

電壓表的示數是多少？

電壓表V的示數是多少？

通過這道題目，使學生回憶并答出串聯電路中電流、電壓的關系

（1）串聯電路中各處的電流相等．

（2）串聯電路兩端的總電壓等于各支路兩端的電壓之和．

在實際電路中通常有幾個或多個導體組成電路，幾個導體串聯以后總電阻是多少？與分電阻有什么關系？例如在修理某電子儀器時，需要一個10的電阻，但不巧手邊沒有這種規格的電阻，而只有一些5的電阻，那么可不可以把幾個5的電阻合起來代替10的電阻呢？

電阻的串聯知識可以幫助我們解決這個問題．

2．串聯電阻實驗

讓學生確認待測串聯的三個電阻的阻值，然后通過實驗加以驗證．指導學生實驗．按圖所示，連接電路，首先將電阻串聯入電路，調節滑動變阻器使電壓表的讀數為一整數（如3V），電流表的讀數為0．6A，根據伏安法測出.

然后分別用代替，分別測出．

將與串聯起來接在電路的a、b兩點之間，提示學生，把已串聯的電阻與當作一個整體（一個電阻）閉合開關，調節滑動變阻器使電壓示數為一整數（如3V）電流表此時讀數為0．2A，根據伏安法測出總電阻．

引導學生比較測量結果得出總電阻與、的關系.

再串入電阻，把已串聯的電阻當作一個整體，閉合開關，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為一整數（如3V）電流表此時示數為0．1A，根據伏安法測出總電阻．

引導學生比較測量結果，得出總電阻與的關系：.

3．應用歐姆定律推導串聯電路的總電阻與分電阻的關系：

作圖并從歐姆定律分別求得

在串聯電路中

所以

這表明串聯電路的總電阻等于各串聯導體的電阻之和．

4．運用公式進行簡單計算

例一把的電阻與的電阻串聯起來接在6V的電源上，求這串聯

電路中的電流

讓學生仔細讀題，根據題意畫出電路圖并標出已知量的符號及數值，未知量的符號．

引導學生找出求電路中電流的三種方法

（1）（2）（3）

經比較得出第（3）種方法簡便，找學生回答出串聯電路的電阻計算

解題過程

已知V，求I

解

根據得

答這個串聯電路中的電流為0.3A.

強調歐姆定律中的I、U、R必須對應同一段電路.

例二有一小燈泡，它正常發光時燈絲電阻為8.3，兩端電壓為2.5V.如果我們只有電壓為6V的電源，要使燈泡正常工作，需要串聯一個多大的電阻？

讓學生根據題意畫出電路圖，并標明已知量的符號及數值，未知量的符號.

引導學生分析得出

（1）這盞燈正常工作時兩端電壓只許是2.5V，而電源電壓是6V，那么串聯的電阻要分擔的電壓為

（2）的大小根據歐姆定律求出

（3）因為與串聯，通過的電流與通過的電流相等.

（4）通過的電流根據求出.

解題過程

已知，求

解電阻兩端電壓為

電路中的電流為