復(fù)雜電路的簡化方法

1、復(fù)雜電路的簡化方法 “拆除法”突破短路障礙短路往往是因開關(guān)閉合后，使用電器（或電阻）兩端被導(dǎo)線直接連通而造成的， 初學(xué)者難以識別。圖1即為常見的短路模型。一根導(dǎo)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”， 拆除后的等效電路如圖2所示。圖圖“分?jǐn)喾ā蓖黄苹瑒幼冏杵鞯恼系K較復(fù)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(xué)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

2、PB兩個部分， 即等效成圖5的電路，其中PB部分被短路。當(dāng)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。.突破電壓表的障礙1.“滑移法”確定測量對象所謂“滑移法”就是把電壓表正、負(fù)接線柱的兩根引線順著導(dǎo)線滑動至某用電器 （或電阻）的兩端，從而確定測量對象的方法，但是滑動引線時不可繞過用電器 和電源（可繞電流表）。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?yàn)殡妷罕淼睦硐雰?nèi)阻無窮

3、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(lián)，再與R3并聯(lián)。圖“去掉法”突破電流表的障礙 由于電流表的存在，對于弄清電流路徑，簡化電路存在障礙。因電流表的理想內(nèi) 阻為零，故可采用“去掉法”排除其障礙， 即將電流表從電路中“去掉”，并將 連接電流表的兩個接線頭連接起來。 如圖7,去掉電流表后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(jié)構(gòu)了。7圖“等效電路法”突破簡化電路障礙電路圖簡化以后，我們可以清楚地看到各用電器之間的串、 并聯(lián)關(guān)系；分辨出電 流表、電壓表測量的是哪一部分電路的電流值和電壓

4、值，從而有利于我們解題。簡化電路圖，除了用到上述方法外，還可以綜合運(yùn)用“等效電路法”?！暗刃щ娐贩ā?，即在電路中，不論導(dǎo)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一個點(diǎn)，從而找出各用電器兩端的公共點(diǎn)，畫出 簡化了的等效電路圖。如圖7所示的電路，先用“去掉法”去掉電流表，得到圖 & A、C其實(shí)是同一個 點(diǎn)，B、D其實(shí)也是同一個點(diǎn)，也就是說，電阻 R1、R2、R3連接在公共的A、D 之間，三個電阻是并聯(lián)連接的，可簡化成圖9。同時，不難看出電流表A1測量的 是流過R3和 R2的總電流，電流表A2測量的是流過R1和R2的總電流，如圖10 所示。圖I圖R、10利用上述幾種方

5、法，可以幫助我們迅速簡化電路，順利解決比較復(fù)雜的電學(xué)問題練習(xí)T請畫出圖11所示電路的等效電路圖。六、電流流向法根據(jù)電流的流向來識別電路，從電源的正極開始，沿電流的流向畫出電流的路徑。若電流不分岔，依次通過每個用電器，最后回到電源的負(fù)極，即只有一個回路，那么這幾個用電器就是串聯(lián)，如圖（a）電路。若電流在電路中某點(diǎn)分了岔如圖（b）、（c）的A點(diǎn)，分成兩條以上的支流通過用電器，然后在某點(diǎn)又匯合（如圖（b）、（c） 的B點(diǎn)）再一起流回電源的負(fù)極，那么這幾個用電器就是并聯(lián)的。七、結(jié)點(diǎn)移動法所謂結(jié)點(diǎn)就是電路中三條或三條以上支路的交叉點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)移動法是根據(jù)觀察電路的需要，在不含負(fù)載的導(dǎo)線上任意調(diào)整結(jié)點(diǎn)

6、的位置，達(dá)到能夠以簡單明了的形式體現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)的目的。運(yùn)用此方法需要注意的是，結(jié)點(diǎn) 只能移過閉合的開關(guān)和電流表等不含電阻的電路元件；結(jié)點(diǎn)移動的過程中如果遇到 含有電阻的電路元件，如燈泡、電阻器等時，貝U不能跳過。例1、如圖（a）所示電路，若電源電壓是6V，電阻R兩端的電壓是2V，則電 壓表的示數(shù)是多少？解析：本問題的電路結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但是對于學(xué)生會感到困惑，電壓表測量的是哪段電路兩端的電壓呢？單單從原電路圖上看電壓表好像是跟電源和電阻所在的 那一段電路并聯(lián)，于是很多學(xué)生認(rèn)為電壓表測量的是電源和電阻的電壓。怎么計(jì)算 呢？電源電壓與電阻電壓相加還是相減呢？如果相加，電壓表示數(shù)為8V，大于電源電壓，不

7、可能；如果相減，電壓表示數(shù)為 4V，有可能， 為什么相減？如果把原電 路圖利用結(jié)點(diǎn)移動法化簡，如圖（b）,這時學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)電壓表其實(shí)測量的是燈泡 的電壓，所以也就很容易地計(jì)算出電壓表的示數(shù)為 4V 了。八、短接法用導(dǎo)線把電路中某一用電器短接，如果短接后，其它用電器仍能工作，則這個電路是串聯(lián)電路，如圖（a）所示電路，若將L1短接后，L2、L3仍能發(fā)光，可判斷 L1、L2、L3是串聯(lián)的；如果短接后，其它用電器都不能工作，則這個電路是并聯(lián)電 路。如圖（b）所示電路，若將L1短接后，L2、L3不能工作，則可判斷L1、L2、L3是并聯(lián)的。說明：這種方法適用于理論分析，最好不要在實(shí)際電路中操作，否則會引起

8、電源短路。九、斷路法（3）(b)Cc)當(dāng)閉合開關(guān)后，將其中某一用電器與電路斷開，其它不變，分析其它用電器能否工 作。如圖（a）,若去掉L1,形成斷路，L2、L3不能發(fā)光，則可判斷L1、L2、L3串 聯(lián)。如圖（b）、（c）,若去掉L1，本支路斷路，但L2支路仍有電流通過，正常發(fā) 光，可判斷L1、L2并聯(lián)。十、拆除電表法有些電路中出現(xiàn)多個電表或其它器件時，電路變得復(fù)雜，給分析電路增加了干 擾因素。為此，可拆除電路中的儀表或開關(guān)器件，恢復(fù)各用電器連接的真實(shí)情況， 從而成為簡單、容易識別的電路。其中拆除電流表后，用導(dǎo)線連接；拆除電壓表后， 該處斷開。如圖（a）所示電路，拆除電表和有關(guān)導(dǎo)線后，成為如圖4

9、（b）所示電路， 可知L1、L2串聯(lián)。®練習(xí)：如圖所示，請畫出等效電路圖。分析：本題電路圖較復(fù)雜，各個電路元件之間連接關(guān)系不能一目了然。不少同學(xué)一見電路圖便望而生畏，感到無從下手。其實(shí)，我們在仔細(xì)分析原電路圖的基礎(chǔ)上， 改畫不規(guī)則的電路為另一個簡化的、規(guī)范的等效電路，就能使它變得結(jié)構(gòu)清楚，便 于利用電路的串、并聯(lián)規(guī)律順利求解了。改畫不規(guī)則電路的方法很多，我們結(jié)合這 道題介紹一種結(jié)點(diǎn)排列法電路中三條或三條以上支路的交叉點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。首先在原電路圖上標(biāo)出終點(diǎn)打、h；，然后從電源正極出發(fā)沿電流流向把四個結(jié)點(diǎn)依次排列在一條直線上。如圖（a）將原電路圖中各個電路元件（電阻、電流表、開關(guān)等）一一取

10、出對號接入圖（a）各結(jié)點(diǎn)之間，這樣，一個規(guī)范化的等效電路就被畫出，如圖（b）我們在解決電學(xué)問題時，常常遇到一些較復(fù)雜的電路圖，或者是一些不能直觀判斷, 需要我們采用一些方法分析，才能判斷出來的這種電路圖，這個時候我們就需要把 電路簡化，從而解決問題，而等效法是我們在電路簡化時常用到的一種方法。下面 我給大家介紹幾種電學(xué)元件的等效方法，希望能給大家?guī)韼椭?.導(dǎo)線上的點(diǎn)的等效一根導(dǎo)線如果中間沒有其他電學(xué)元件，那么這根導(dǎo)線上的所有點(diǎn)都可以為等效點(diǎn)a,b兩點(diǎn)之間用一根導(dǎo)線相連，沒有其它電學(xué)元件，因而a,b為等效點(diǎn)，因此電壓表 接在a,c兩點(diǎn)，就相當(dāng)于接在b,c兩點(diǎn)，這樣就很容易判斷出電壓表測的是

11、L2的電 壓了。2.開關(guān)的等效2.1當(dāng)開關(guān)斷開時，這時可等效為斷路。R創(chuàng)R；1 &111 -圖3當(dāng)開關(guān)S2斷開時，R2所在的支路等效為斷路，因此只有 R1所在支路為通路。等效為Rj2.2當(dāng)開關(guān)閉合時，可等效為一根導(dǎo)線,圖S當(dāng)開關(guān)S1閉合時，因?yàn)殚_關(guān)的電阻也非常小，它的作用此時可以等效為一根導(dǎo)線。 下面我們看一道例題。如圖7所示，電源電壓為6V，電壓表示數(shù)為3.5V，以下選項(xiàng)正確的是（）。A.L1兩端電壓為3.5V B.L2兩端電壓為3.5VC.L2兩端電壓為2.5V D.L1兩端電壓為2.5V首先，我們可以判斷出L1與L2是串聯(lián)關(guān)系，應(yīng)滿足串聯(lián)電路的總電壓等于各用電 器電壓之和，而總電

12、壓等于6V，電壓表測的是燈泡1還是燈泡2呢？這是我們可以用 等效法判斷，閉合開關(guān)，把開關(guān)等效為一根導(dǎo)線，電路圖等效為圖& 一根導(dǎo)線上如果沒有其它電學(xué)元件，這根導(dǎo)線上的點(diǎn)皆為等效點(diǎn)，a,b為等效點(diǎn)，電路圖可等效為圖9。此時我們很容易判斷電壓表測的是燈泡 2的電壓，因此燈泡2的電壓為3.5V，而總電 壓為6V,可得燈泡1的電壓為2.5V,故正確答案應(yīng)選B,D。3電流表的等效）電路，A2表測（）電路圖繼續(xù)可以簡化圖14圖15請看下面這道題，例：如圖12所示，判斷燈泡L1與L2是（）聯(lián)，開關(guān)控制（ 電流。L14b圖13圖12此電路看似較難判斷，較復(fù)雜，我們可以用等效法來簡化它。 電流表可等效為導(dǎo)線，電路圖簡化為圖13b,c只見有一根導(dǎo)線相連，沒有其他電學(xué)元件，b,c為等效點(diǎn), 為圖14。Liba b圖14可明顯的看出燈泡1與燈泡2是并聯(lián)，再把電流表還原為圖15,可知，開關(guān)和A2 都在干路上，而A1在L1所在的支路，故正確答案為：并聯(lián)、整個、干路。4.電壓表的等效由于電壓表的電阻很大，在電路中，可將電壓表等效為斷路。例：R】SV0sso00sR：RR：圖16圖IS圖IS圖17圖19