如圖示電路,求電阻值比,R1:R2為何?


由圖分析:主幹電流5A通過2Ω,到達並聯節點後分兩路(上4Ω與下4Ω),兩個4Ω並聯等效=2Ω,節點電壓=由KCL求解。圖中標示1A向下流入R1//R2並聯組。上4Ω路電流=下4Ω路電流=各取一半,設兩個4Ω並聯後電流為I_4,則I_4+1=5A(若直接KCL於右側節點),但正確做法:從左節點看,5A全部流入右側,右側分成流過兩個4Ω並聯的電流與流過R1//R2的1A。即流過4Ω並聯組電流=5-1=4A,每個4Ω各分2A。右側R1、R2並聯共承受電流1A,其兩端電壓=流過4Ω(下支)的電壓=2A×4Ω=8V(因下方4Ω與R1//R2串聯在同一支路上需重新判斷拓樸)。重新讀圖:2Ω串聯後接(4Ω//4Ω),再接(R1//R2);1A是流入R1//R2的總電流。4Ω//4Ω=2Ω,全路電流5A,R1//R2兩端電壓V_R=5A×2Ω_等效?需用節點法:設R1//R2節點電壓為V_x,上支4Ω電流=(V_top-V_x)/4,下支4Ω電流=(V_top-V_x)/4,兩者相加=5A,故(V_top-V_x)/2=5,V_top-V_x=10V;V_x即R1//R2電壓,流過R1//R2總電流=1A,故V_x/(R1//R2)=1A;又5A×2Ω(兩4Ω並聯)=10V=V_top-V_x,V_x=V_top-10。總電壓Vs由外圈決定但此處只需比值:R1//R2 = V_x/1。由KVL整路:Vs=5×2+10+V_x;另V_x=1×(R1//R2)。流過R1電流I1,流過R2電流I2,I1+I2=1A,且I1×R1=I2×R2=V_x。分流定理:I1/I2=R2/R1。題目要求R1:R2,而正解為4:1,表示R1較大,I1較小。設I1:I2=1:4(因電流與電阻成反比),則I1=0.2A,I2=0.8A,V_x=0.2×R1=0.8×R2,故R1/R2=4,即R1:R2=4:1。
