複雜電路的簡化方法

2022-08-20 23:54:08 字數 1381 閱讀 7965

一.「拆除法」突破短路障礙

短路往往是因開關閉合後,使用電器(或電阻)兩端被導線直接連通而造成的,初學者難以識別。圖1即為常見的短路模型。一根導線直接接在用電器的兩端,電阻r被短路。

既然電阻r上沒有電流通過,故可將電阻從電路中「拆除」,拆除後的等效電路如圖2所示。圖1

圖2二.「分斷法」突破滑動變阻器的障礙

較複雜的電路圖中,常通過移動變阻器上的滑片來改變自身接入電路中的電阻值,從而改變電路中的電流和電壓,從而影響我們對電路作出明確的判斷。滑動變阻器的接入電路的一般情況如圖3所示。若如圖4示的接法,同學們就難以判斷。

此時可將滑動變阻器看作是在滑片p處「斷開」,把其分成ap和pb兩個部分,即等效成圖5的電路,其中pb部分被短路。當p從左至右滑動時,變阻器接入電路的電阻ap部分逐漸變大;反之,ap部分逐漸變小。圖3

圖4圖5

三.突破電壓表的障礙

1.「滑移法」確定測量物件

所謂「滑移法」就是把電壓表正、負接線柱的兩根引線順著導線滑動至某用電器(或電阻)的兩端,從而確定測量物件的方法,但是滑動引線時不可繞過用電器和電源(可繞電流錶)。如圖6,用「滑移法」將電壓表的下端滑至電阻r1左端,不難確定,電壓表測量的是r1和r2兩端的總電壓;將電壓表的上端移至r3右端,也可確定電壓表測量的是r3兩端電壓,同時也測的是電源電壓。

2.「用拆除法」確定電流路徑

因為電壓表的理想內阻無窮大,通過它的電流為零,可將其從電路中「拆除」,即使電壓表兩端斷開,來判斷電流路徑。如圖6所示,用「拆除法」不難確定,r1和r2串聯,再與r3併聯。圖6

四.「去掉法」突破電流錶的障礙

由於電流錶的存在,對於弄清電流路徑,簡化電路存在障礙。因電流錶的理想內阻為零,故可採用「去掉法」排除其障礙,即將電流錶從電路中「去掉」,並將連線電流錶的兩個接線頭連線起來。如圖7,去掉電流錶後得到的等效電路如圖8所示。

這樣就可以很清楚地看清電路的結構了。圖7

圖8五.「等效電路法」突破簡化電路障礙

電路圖簡化以後,我們可以清楚地看到各用電器之間的串、併聯關係;分辨出電流錶、電壓表測量的是哪一部分電路的電流值和電壓值,從而有利於我們解題。簡化電路圖,除了用到上述方法外,還可以綜合運用「等效電路法」。

「等效電路法」,即在電路中,不論導線有多長,只要其間沒有電源、電壓表、用電器等,均可以將其看成是同乙個點,從而找出各用電器兩端的公共點,畫出簡化了的等效電路圖。

如圖7所示的電路,先用「去掉法」去掉電流錶,得到圖8。a、c其實是同乙個點,b、d其實也是同乙個點,也就是說,電阻r1、r2、r3連線在公共的a、d之間,三個電阻是併聯連線的,可簡化成圖9。同時,不難看出電流錶a1測量的是流過r3和r2的總電流,電流錶a2測量的是流過r1和r2的總電流,如圖10所示。

圖9圖10利用上述幾種方法,可以幫助我們迅速簡化電路,順利解決比較複雜的電學問題。

練習請畫出圖11所示電路的等效電路圖。

複雜電路的簡化方法

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