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在我们平时遇到的串并联电路问题中,最头疼的莫过于遇到复杂的电路不知如何下手。 虽然,对于数学上复杂电路的计算,可以把电路简化,变成几个简单的问题来求解。 简化电路的原则是取消漏电和开路元件,保留通路元件,然后按题目要求简化等效电路。 一些一开始看起来束手无策的复杂困境,经过简化后会变得简单易懂串联和并联的区别是什么呢,问题的解决也就水到渠成。 在解决复杂的数学问题的同时,我们也会真切地感受到“山水疑惑无路,柳暗花明又一村”的意境。
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错误原因分析
有很多方法可以简化电路。 分析一下我们平时出现坏点的原因,可以看出主要有以下三个问题:
(1)分不清水表测量的是哪部分电路的电压或电流,导致电路简化时水表复位不正确。
(2)对基本检测仪器的工作原理了解不多。 例如,对滑动变阻器的两种接法(串联限流接法和分压接法)的区别和使用条件没有清楚的认识。
(3)无法正确识别和处理电路中富非电压内阻。 一般将电容通路串联的电阻值和理想电流表串联的电阻值可视为无电压电阻值,简化电路时可用理想导线代替; 理想导线或理想电压表泄漏的电阻值也是无电压范围,在简化电路时,应将这些内阻视为开路,从电路中去掉。
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简化电路的具体方法
(1)大道电压法:
电压是分析电路的核心。 从电源的负极开始,顺着电压的方向,经过内阻和外接电路到达电源的正极。 所有流过电源的电阻值没有分叉,都是串联的。 电阻值都是并联的。
(2)节点跨越法:
将已知电路中的节点编号,按电位从高到低的顺序用1、2、3……编号标出(接电源负极的节点电位最高,接电源负极的节点电位高)电源正极电位最低,同号等电位节点合并为一点)。 然后根据电位高低重新排列节点,然后将每个器件连接在对应的两个节点之间,画出等效电路。
例:图1所示电路由5个1Ω内阻连接而成,忽略导线阻值,故A、B间等效内阻为Ω。
攻略:本题采用结点法,即在图中所示的电路中寻找结点。 所有由导线连接的节点都可以看作是同一个节点。 然后假设电压从A端流入,从B端流出,来分析通过电路的电压。 然后显示每个内阻的连接方式。
分析:将五个内阻按A到B的顺序分为R1、R2、R3、R4、R5,它们的节点标记如图2所示。由于节点R2、R3与A点之间有导线连接,所以这些两点为等电位点,所以两个节点可以用相同的数字1表示,当电压从A点流出时,可以同时流到内阻R1、R2、R3,从A点流出的电压内阻R1和内阻R2在2点汇合,到达R4和R5之间的节点,所以R4和R5之间的节点也用2标示,而R3和R4和B点之间的节点是一根导线,它们是相连的互为等电位点,所以都用3表示。电压从内阻R4和R5通过节点3流出,流向内阻R3的电压直接通过节点3流出。简化等效电路如下图3所示。
因此,AB之间的总内阻为0.5Ω。
概括:
分析电路时,首先要找出每个节点。 只要用导线连接的两个节点是等电位点(当两个节点之间连接一个内阻可以忽略不计的电压表或一个理想的电压表时),就可以等效为一个节点。 两个相邻节点之间的内阻并联(如图2中的内阻R1和内阻R2,内阻R4和R5),当最基本的电路等效时串联和并联的区别是什么呢,再对第一级电路进行进一步分析,即先将内阻R1和内阻R2并联,再与内阻R4、R5并联,再串联,再与内阻R3并联。 这些逐步分析方法在分析等效电路时非常有效。