串聯與並聯的差異:電流、電壓、合成電阻、電容、電池比較
把元件排成一列連接是串聯,把兩端對齊並排連接是並聯。串聯時,所有元件流過相同的電流,電壓分配在各元件上。並聯時,所有元件承受相同的電壓,電流分配到各元件。因此電阻在串聯時為各值的和,並聯時則為倒數和的倒數,比最小的電阻還小。只有電容的公式相反,並聯時相加,串聯時為倒數和的倒數。
| 項目 | 串聯 | 並聯 |
|---|---|---|
| 共同的量 | 電流(所有元件流過相同的電流) | 電壓(所有元件承受相同的電壓) |
| 分配的量 | 電壓。與電阻大小成正比分配(分壓)。12 V接2 kΩ與1 kΩ時為8 V與4 V | 電流。與電阻大小成反比分配(分流)。3 A流入10 Ω與20 Ω時為2 A與1 A |
| 合成電阻 | R = R1 + R2 + …。100 Ω、200 Ω、300 Ω為600 Ω | 1/R = 1/R1 + 1/R2 + …。100 Ω、200 Ω、300 Ω約為54.5 Ω。2個時為積÷和 |
| 合成電容 | 1/C = 1/C1 + 1/C2 + …,會變小。10 µF與22 µF約為6.88 µF | C = C1 + C2 + …,直接相加。10 µF與22 µF為32 µF |
| 合成電感(無磁耦合時) | L = L1 + L2 + …(與電阻相同的形式) | 1/L = 1/L1 + 1/L2 + …(與電阻相同的形式) |
| 功率較大的元件 | 電流相同,因此是電阻較大者(P = I²R) | 電壓相同,因此是電阻較小者(P = V²/R)。相同值的2個電阻各分擔一半功率,但額定值仍要保留餘裕(降額) |
| 其中一個斷路(開路)時 | 整個電路的電流停止 | 其他元件仍持續有電流流過 |
| 連接電池時 | 電壓相加(2顆1.5 V的乾電池為3 V)。容量(mAh)仍為1顆的量 | 電壓仍為1顆的量。容量相加,可用得更久 |
| 電子電路中的例子 | 分壓電路、限制LED電流的電阻、熱阻的疊加(接面→外殼→散熱器) | 並聯功率MOSFET以降低導通電阻、並列多個通孔與電源配線以減少IR壓降、去耦電容、家用插座 |
數值為具代表性的大致參考值,會因世代或產品而異。