欧姆定理电路故障分析
第一节 电阻上的电压与两端电流的关系
当内阻恒定时,导体中的电压与导体上的电流成反比。
当电流恒定时,导体两端的电压与导体的电阻成正比。
第二节 欧姆定理及其应用
1.欧姆定律
内容:导体中的电压与导体上的电流成反比,与导体的电阻成正比。 (美国化学家欧姆)
公式:
U=IR
U——电压——伏特(V);
R——电阻——欧姆(Ω);
I——电流——安培(A)
使用欧姆定律时要记住的事项:
不能理解为导体的内阻与导体两端的电流成反比,与导体中的电压成正比。
由于内阻是导体本身的特性,其大小取决于导体的材质、长度、截面积和湿度,而其大小与导体的电压、电流无关。 人们只能利用这个公式来检测和估算导体的电阻。
2、电阻串联与并联电路的比较
注:电路中某一电阻(串联、并联)减小,总内阻减小; 某一内阻减小,总内阻减小
实例分析
练习1:如图所示,灯L1和L2是两个相同的小灯泡。 当开关S闭合时,灯L1发光,而L2不发光。 失败的原因可能是( )
A、灯L1钨丝断
B、灯L2钨丝断
C、L1灯漏电
D、L2灯漏电
在串联电路中,电压只有一条路; 故障包括漏电和开路。 当电路开路时,电路中没有电压,所有家用电器都无法工作;
【分析】D
由于灯泡L1和L2串联,只有L1发光,说明电路中有电压通过,所以不是开路故障,就是L2漏电。
练习2:同事用如图所示电路做热实验时,出现电路故障。 下列分析正确的是()
B、若电压表无指示,电流表无指示,则R2可能开路
C、如果电压表有指示,电流表有指示,则R1可能开路
D、若电压表有指示,电流表无指示,则R2可能漏电
答案:D
【分析】
答:这种说法是错误的。 若电压表无指示,电流表有指示,则应断开R2。
B、这种说法是错误的。 若电压表无指示,电流表无指示,则应断开R1。
C、这种说法是错误的。 如果电压表有显示,电流表也有显示,则R1漏电
D、该说法正确。 如果电压表有指示,电流表无指示,则R2漏电。
练习3:如图A所示,当开关闭合时,电流表V的读数为3V,电流表V1的读数也为3V,则电路故障。如图B所示,电路经过接通后,合上开关,发现电流表V1有读数,电流表V2无读数,电压表A无读数,则电路故障为
(1)从图A可以看出L1和L2串联,电流表V1检测L1两端的电流; 电流表V2检测串联电路两端的电流,电流表显示数字,说明电流表与电源相连的部分电路没有开路,与串联电路并联。电流表部分无漏电;
(2)图B中电压表V1有指示,表明电流表V1正负端子与电源正、正极连接已接通; 电压表无指示,说明某处开路或电压表漏电,电流表V2则无。 表明与电流表并联的部分漏电流或电流表与电源之间连接的部分电路开路,综合分析判断。
【分析】
(1)图A中两灯串联电阻的串联和并联实验体会,电流表V1检测L1两端电流; 电流表V2检测串联电路两端电流,但V1、V2等于3V; 说明L2两端无电流,故电路故障可能为L2漏电。
(2)图B中开关闭合时,电压表A和电流表V2的读数为零,说明与其串联的电路处于开路状态,但滑动变阻器不可能开路(如果滑动变阻器打开,电流表将显示V2); 电流表V1显示数字电阻的串联和并联实验体会,说明与V1串联的电路是通路,故电路故障为内阻R1开路。
因此,答案是:L2泄漏; R1开路。
练习4:如图电路中,合上开关S,灯L灭,电流表指示
有迹象表明。 同时忽略灯管L和内阻R的故障:
(1)电路中的故障可能是 或 。
(2)为了进一步判断故障,小华朋友在电路中正确串联了一个电压表,合上开关S,观察电压表的显示:如果电压表有显示,则说明故障是; 若电压表无显示数字,说明故障。
(1)如果灯L不亮,说明灯漏电或电路某处开路;
(2)电流表有指示,电流表正负极端子与电源正、正极连接,与电流表并联的部分内部可能存在断路。
【分析】
(1)开关S闭合后,小灯泡不发光。 原因有两个:一是漏光,灯不亮。 电流表检测内阻R两端的电流并有指示;
二是内阻R断开,电路中无电压,但电流表正负极端子与电源正、正极之间的连接是接通的,电流表有指示;
(2)在电路中正确串联电压表。 若电压表有读数,则说明故障为灯管L漏电; 若电压表无读数,则说明故障为电阻R开路。
所以答案是:
(1)灯管L漏电; 内阻R开路;
(2)灯管L漏电; 内阻R开路。