串聯與並聯-電路的2種基本連結方式

有趣的科學

串聯與並聯

Series Circuits and Parallel Circuits

而把這三樣東西直接串接在一起，就是所謂的「串聯」。如果為了方便啟閉電源，也可以多串接一個「開關」進去，一樣是「串聯」。「串聯」是最直覺的一種電路形式，整個運作方式也很簡單。可以想像成電流從電池的正極流出來，在電線上往前跑，跑到電燈裡面，把電燈點亮，再繼續跑到另一條電線上，最後回到電池的負極，完成了一個利用電池點亮燈泡的流動過程。

「串聯」整個電路上只要任何一個點沒有串接好，例如電線沒有很好的接在電池的正極和負極上，或電線沒有正確的連結在燈泡的導電位置上都會造成「斷路」。電流碰到斷路沒有辦法通過，整個「串聯」電路就全部無法運作了。

在一個「串聯」電路上，可以接上多個燈泡，但是你一定會發現，串接的燈泡越多，燈泡的亮度就越暗，這是為什麼呢？

我們在相關影片中說過，可以把電池想像成一座山，水想像成電流，山越高，水勢就越強。如果這山上流下的水，在途中就被截走了一些，剩下的繼續往下流，流著流著又被攔截多次，這樣的水勢還會強勁嗎？沒錯，這就和「串聯」多個燈泡一樣，每個燈泡分到的電壓都變少了，所以亮度當然就不足。

想想看，有什麼方法可以提高這些串在一起的燈泡的亮度呢？

沒錯，就是增加山的高度。把多顆乾電池「串聯」到這個電路裡面，所有的燈泡就會便更亮了。所以，我們發現「串聯」電路有一些特性，電路中有任何一個地方沒接好，整個電路就都不能運作。反過來說，一個「串聯」電路不管串了多少東西，控制啟閉只需要一個「開關」就夠了。另外，串接的燈泡越多，亮度就越暗，如果要解決這個問題的話，可以串聯多顆電池，串聯電池越多，燈泡的亮度也越高。

「串聯」電路雖然是十分方便的連接方式，但是使用上還是有它一定的限制，比方說，家裡總不能開一盞燈就全家都亮，關一盞燈就全家都陷入一片黑暗吧！又或者說如果家裡有顆燈泡壞了，全家的燈都點不亮，這樣的電路應該也不太合理。

所以，要讓家裡每盞燈都可以獨立運作，彼此互不影響，電路就必須改成另種的接法，加上開關就可以分別控制個別的燈泡啟閉。

這種只共用「電源」，電路各自獨立串接的方式，稱為「並聯」電路。「並聯」電路因為每個燈泡都是獨立接收相同的電壓，所以「並聯」多顆燈泡亮度並不會變暗。由此可知，「並聯」電路的優點是可以個別控制每個燈泡，不會被其中一條線路或燈泡損壞而影響大家。但是卻有一個小小的缺點就是需要更多的電線，比較花錢。

前面我們有談到「串聯」電池可以製造更高的電壓，讓燈泡更亮，那「並聯」電池有什麼作用呢？

「並聯」電池不能讓電壓變高，但是如果其中一個電池沒電或斷路的話，電燈也還是會持續點亮喔！所以，為了保障像電腦伺服器等設備持續運轉不斷電，許多備用電源就是用電池的「並聯」方式連結的。

其中家裡常用的乾電池所產生的電流，我們稱為「直流電」，也就是常常聽到人們說的 DC 電流，這個 DC它其實就是英文 direct current 的縮寫。同樣的道理，家裡牆壁上插座提供的就是「交流電」，英文稱為 alternating current，簡稱 AC。