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怎样计算电阻分流和分压?
分流电阻 2021-09-16

作者:Patrick Zhang
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正在写的书稿中谈到了开关的串联和并联,突然想为何不看看知乎上是如何讨论这个问题的,结果就发现了这个问题帖。

这个帖子的回答很简单。

我们首先来弄明白串联分压。我们来看图1:

image.pngimage.png

图1:电阻分压的讨论

图1中有3个支路。根据并联电路电压处处相等可知,这3个支路的总电压就等于电源电压6V。

现在,我们按支路来计算各个电阻上的电压:

image.png

3个支路,每个电阻的阻值相同。第1支路上只有1个电阻,因此它的压降是6V;第2支路上有两个电阻串联,每个电阻的压降只有6V的一半,即3V;第3支路有3个电阻串联,所以它们的压降只有电源电压的1/3,即2V。

如果某支路的电阻有10个,并且它们的阻值都相同,那么它们各自的压降就等于:

[公式]

我们再看并联分流。我们来看图2:

image.png


image.png



image.png


可见并联电阻越多,电流被分流得越厉害。

那么这些有什么实际用途呢?

我们来看图3:

image.png

图3:晶体管电路的输入级讨论

图3中,输入电压是Usr,如果不考虑基极电流Ib,则输入电压在电阻R1上产生了电流I1。

现在,我们把基极电流Ib考虑进去,我们发现,由于Ib的分流作用,流过电阻R1的电流变成I1-Ib,于是输入电压Usr必将发生改变。

然而,输入电压Usr是不能发生太大的改变的,否则会因为输入参量不准确致使输出参量不准确。

怎么办?

这里有一个原则,叫做1/10输入电流原则。它的意思是,若从节点A额外引出的电流小于或等于总电流的1/10,则节点A的电压基本不变。

由图3我们可以看到,若不计Ib,则 image.png 。现在把Ib考虑进去,并且Ib=I1/10,则输入电压Usr.new为:

image.png

如此一来,我们就可以让输入电压基本不变了。

在实际使用时,往往Ib远远小于I1,因此对输入电压的影响很小。

我们来看一个实例:若输入电压为0.8V,R1的阻值是10千欧,则I1=0.8/10=0.08mA。

我们取基极电流Ib为I1的1/10,则基极电阻Rb的取值为:

image.png

计算中,基射极间电压取0.6V,即晶体管处于放大态。

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通过这个例子我们看到,尽管在实际工作中的计算很复杂,但仔细推敲它们的原理,其实就是最初等的电路知识。可见,理解并会用串并联电压电流关系还是很重要的。