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电路简化的基本原则与方法

电路简化的基本原则与方法
电路简化的基本原则与方法

电路简化的基本原则

初中物理电学中的复杂电路可以通过如下原则进行简化:

第一:电压表内阻很大,在分析电路的连接方式时,有电压表的地方可视作断路,从电路两节点间去掉。去电压表时不仅要去掉电压表,也要去掉两节点之间的导线。

第二:电流表相当于导线,导线的电阻为0。

第三:闭合的开关相当于导线,断开的开关相当于断路

第四:电流表和哪个用电器串联就测哪个用电器的电流,尽量用电流法来判断。 第五:电压表和哪个用电器并联就测哪个用电器的电压。尽量用怀抱法,复杂

的可用拆源拆表发,电压法。

第六:电压表原则上要求与被测对象并联,单独测量电源电压时,可直接在电

源两端。一般情况下,如果电压表串联在电路中,测得的电压是电源两端电压(与其串联的灯泡不亮,用电器不工作)。

第七、电流表直接接在电源两端会被烧坏,且让电源短路,烧坏电源。

5

图6

电路简化的步骤

第一步:看图先去电压表。

第二步:开关作用要看好。

第三步:分析串并有七法。

第四步:三法还原电压表。

第一步去电压表:

第二步:开关作用分析

若闭合开关S1,则电阻R1,被短路。第三步:判断出电路的串并联情况

很显然,本电路图为串联电路

第四步:还原电压表

识别串并联电路

串、并联是电路中最基本的连接方法,识别串、并联电路是初中电学中的重点,也是难点,学生往往觉得无从下手。下面就介绍4种识别串、并联电路的方法。 一、拆表法

拆表法是看电路图的第一步,不论是电路图还是实物电路都必须用拆表法。 由于电压表的内阻很大,并联在电路中时,通过它的电流很小,可忽略不计;而电流表的内阻很小,串联在电路中后,几乎不影响电路中的电流大小。因此,对于有电表的电路可采取去表分析,即把接电压表处看成是开路;接电流表处看作由一根导线连接,局部短路。

例4. 如图9所示,试分析R 1、R 2、R 3是怎样连接的?

3

R 3

二、电流法

电流法是学生最常用的方法,能很好的分析出简单的串并联电路,针对电流表测谁 效果更佳。

此方法是:顺着电流的方向看电流的路径是否有分支,如果有,则所分的几支电路之间为并联;如果独立的路径只有一支,则各元件之间为串联。 例1. 试判断图1、图2的两个灯泡L 1、L 2是串联还是并联。

图1 图2

分析:在图1中,当开关S闭合时,电流从电源正极出发,流出后没有分支,

顺次流经L

1和L

2

,回到电源负极,因此两灯为串联。在图2中,S闭合后,电流从

电源正极流出,到达a点分成向上和向左的两条支路,分别通过L

1和L

2

,到b点后

汇合流回电源负极,所以两灯为并联。

例2.

注:电流法的应用未必就从电源正极出发。

用电流标明电路,有几个用电器在干路上就画出几个电流箭头。在节点处电流分叉,再分析哪些用电器的电流通过了电流表,则电流表就测哪些电路的电流。例如上图,电流表A1测R2和R3的电流,电流表A2测电阻R1和R2的电流。

练习

三、拆用电器法

此方法是:使电路中某用电器与电路断开,再看其它用电器中是否有电流通过。若有电流通过,则为并联;若没有电流通过,则为串联。

例2. 指出图3中R

1、R

2

、R

3

是采取何种方式连接的。

图3 图4

图5 图6

分析:当开关S闭合后,假设R

1处开路,这时没有电流通过R

1

,如图4所示,

但此时电流仍可以经导线AC到达C点,再从C点分成两条支路,分别经R

2和R

3

到D点,回到电源负极,也就是说R

1中是否有电流通过,并不影响R

2

和R

3

的工作。

同样的分析方法可知,R

2不影响R

1

和R

3

的工作,如图5所示;R

3

不影响R

1

和R

2

工作,如图6所示。所以R

1、R

2

、R

3

是并联的。

四、接点法

在电路中,无论导线有多长,只要其间没有用电器,都可以看成是同一点。因此,我们可以找出各个元件两端的公共点,画出其简化的等效电路图,然后确定其连接形式。

例3. 试判断图7中各电阻的连接情况。

图7 图8

分析:在图7中,A、B、F、G是同一点,C、D、E、H是同一点,也就是说,三个电阻连在

共同的两点G、H之间,于是电路可简化成如图8所示的电路。这样,R

1、R

2

、R

3

并联在电

路中的关系也就显而易见了。

电路中三条或三条以上支路的交叉点,称为结点。利用结点排列的规范化来作出等效的电路图,以确定电路的连接方式,这种方法称为结点法。

例4:判断图3各电阻的连接方式。

[分析](1)将结点标号,四个结点分别标上1、2、3、4。

(2)将个结点沿电流的流向依次排在一条直线上;由于1、3两点间,2、4两点间没有电阻接入,应视为一点。

(3)将各个电路元件对号入座,画出规范的等效电路图,如图5所示。

(4)从等效电路图可判断,四个电阻是并联关系。

四. 去表法

由于电压表的内阻很大,并联在电路中时,通过它的电流很小,可忽略不计;而电流表的内阻很小,串联在电路中后,几乎不影响电路中的电流大小。因此,对于有电表的电路可采取去表分析,即把接电压表处看成是开路;接电流表处看作由一根导线连接,局部短路。

五、电压法 (用于判断电压表更佳) 导线未经过用电器导线上的电压处处相等

详见电压一节

六、拆电源法(用于判断电压表更佳)

拆掉电源后和其它的电压表,看电压表和哪个用电器形成回路,则电压表就测哪个用电器的电压。

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