问题

「两个电阻并联的电路,两个支路的电阻之和是定值,则二者差值越大,总电阻越小」是怎么推出来的?

回答
这其实是关于两个电阻并联时,一个很有意思的性质。咱们一步步来聊聊它是怎么来的。

首先,我们知道并联电路的总电阻 R_总 是这样计算的:

1/R_总 = 1/R1 + 1/R2

其中 R1 和 R2 是两条支路的电阻。

现在,题目给了一个条件:“两个支路的电阻之和是定值”。也就是说,R1 + R2 = C,其中 C 是一个固定的数值。

咱们的目标是看看,当 R1 和 R2 的“差值”越大时,总电阻 R_总 会怎么样变化。

我们可以尝试把 R1 + R2 = C 这个关系代入到总电阻的公式里。为了方便计算,我们把 R1 和 R2 稍微变化一下。

从 R1 + R2 = C,我们可以得到 R2 = C R1。

现在,我们把 R2 代入总电阻的公式:

1/R_总 = 1/R1 + 1/(C R1)

为了进一步分析,我们把右边的式子通分一下:

1/R_总 = (C R1) / (R1 (C R1)) + R1 / (R1 (C R1))
1/R_总 = (C R1 + R1) / (R1 (C R1))
1/R_总 = C / (R1 (C R1))

所以,总电阻 R_总 就是:

R_总 = (R1 (C R1)) / C

现在,让我们仔细看看这个 R_总 的表达式:R_总 = (R1 (C R1)) / C。

我们知道 C 是个定值。所以,总电阻 R_总 的大小,完全取决于分子部分 R1 (C R1) 的大小。

大家有没有发现,这个 R1 (C R1) 正好是我们之前代入的 R1 R2 啊!因为 R2 = C R1。

所以,R_总 = (R1 R2) / (R1 + R2)。

现在,问题就转化成了:当 R1 + R2 是定值 C 的时候,R1 R2 的值什么时候最大,什么时候最小?

让我们考虑一下 R1 和 R2 的差值。我们设 R1 R2 = d,那么 R1 = R2 + d。
将这个代入 R1 + R2 = C,得到 (R2 + d) + R2 = C,也就是 2R2 + d = C,所以 R2 = (C d) / 2。
那么 R1 = C R2 = C (C d) / 2 = (2C C + d) / 2 = (C + d) / 2。

现在我们来看看 R1 R2:
R1 R2 = ((C + d) / 2) ((C d) / 2)
R1 R2 = (C^2 d^2) / 4

看到这个式子,我们就能明白了。

当差值 d 越大(无论是正的还是负的,因为 d^2 总是正的): d^2 就越大,那么 (C^2 d^2) 就越小,所以 R1 R2 就越小。
当差值 d 越小(也就是 R1 和 R2 越接近): d^2 就越小,那么 (C^2 d^2) 就越大,所以 R1 R2 就越大。

因为 R_总 = (R1 R2) / C,而 C 是定值。所以,R1 R2 越小,总电阻 R_总 就越小。

结论:

因此,当两个电阻并联且它们的和是定值时,二者差值越大,R1 R2 的值就越小,从而总电阻 R_总 就越小。

反过来,当差值越小,R1 R2 的值越大,总电阻 R_总 就越大。

简单来说,就是当两数之和固定时,两数相差越远,它们的乘积就越小。而并联电路总电阻的计算公式里,分子就是两个电阻的乘积,分母是它们的和。当分母(R1+R2)固定时,分子(R1R2)越小,总电阻就越小。

网友意见

user avatar

如果我没记错,这是初中数学就能搞定的事情吧

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有