含容電路和電路故障分析

1、含容電路和電路故障分析一、含電容電器的分析與計(jì)算方法在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路里有充、放電電流.一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大（只考慮電容器是理想的不漏電的情況）的元件，在電容器處電路可看作是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它.簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電量時(shí)，可接在相應(yīng)的位置上.分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：（1）電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓.（2）當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等.（3）電路的電流、電壓變化時(shí)，將

2、會(huì)引起電容器的充（放）電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電.【例1】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E12V，內(nèi)阻r1，電阻R13，R22，R35，電容器的電容C14F，C21F。求:(1)當(dāng)S閉合時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，C1和C2所帶的電量各是多少?(2)然后把S斷開，S斷開后通過R2的電量是多少? 解:(1)當(dāng)S閉合時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，C1兩端的電壓等于R2兩端的電壓；C2兩端的電壓等于路端電壓回路電流C1兩端的電壓UC1U2IR24VC1的帶電量為：Q1C1UC14×106×4C1.6×105CC2兩端的電壓UC2UI（R1R2）10V

3、C2的帶電量為：Q2C2UC21×106×10C1.0×105C（2）斷開S后，電容器C1通過電阻R2、R3放電；電容器C2通過電阻R1、R2、R3放電，放電電流均流過R2，且方向相同。因此，通過R2的電量為:QQ1Q21.6×105C1.0×105C2.6×105C【例2】如圖，已知源電動(dòng)勢(shì)E12V，內(nèi)電阻不計(jì)。電容C1F，R1R2R3R41263，則電容a極板所帶電量為：（ ）A、8×106C B、4×106C C、4×106C D、8×106C解： 所以 UCD644V 因此a極板帶正電荷

4、QCUCD4×106C【例3】右圖電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E10V、內(nèi)阻忽略不計(jì)，定值電阻R14，R26，電容C30F。（1）閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后通過電阻R1的電流多大？（2）然后將開關(guān)S斷開，求這以后流過電阻R1的總電量？（3）開關(guān)斷開以后，電源還輸出多少電能？解:(1) 閉合開關(guān)S后，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電容器相當(dāng)于斷路，由閉合電路歐姆定律知，通過R1的電流為(2)斷開前,電容器兩極上電壓等于R2兩端的電壓，即 UCIR21×66V 電容器的帶電量為 QCUC30×106×61.8×104CS斷開后，電容器兩極間電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)E，其帶電量為 Q

5、CE30×106×103×104C流過R1的總電量等于電容器帶電量的增加，即 QQQ1.2×104C（3）開關(guān)斷開以后，電源又釋放的電能為 E電QE1.2×104×10J1.2×103J二、電路故障的分析方法（一）故障的特點(diǎn)： 1、斷路的特點(diǎn)：電路電壓不為零而電流為零。2、短路的特點(diǎn)：有電流通過電路而電壓為零。（二）故障的分析方法1、電壓表檢測(cè)法電壓表示數(shù)為零，說明電壓表無電流通過，可能是電壓表并聯(lián)部分無電阻（短路），或該并聯(lián)電路之外斷路（電路中無電流）。如果電壓表有示數(shù)，說明電壓表有電流流過，則該并聯(lián)電路無斷路且該并聯(lián)電路

6、內(nèi)無短路。2、假設(shè)法已知電路發(fā)生某種故障，可將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用電流定理進(jìn)行正向推理，推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路；直到找出發(fā)生故障的全部可能為止。3、排除法在明確電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，從分析比較故障前后電路中電流、電壓的變化入手，確立故障原因并對(duì)電路中元件逐一分析，排除不可能情況，尋找故障所在。針對(duì)故障前后電路的兩種狀態(tài)，可根據(jù)不同狀態(tài)物理量間的關(guān)系求解有關(guān)量。【例1】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測(cè)得各部分電壓是Uad0，Ucd6V，Uab6V，由此可以斷定AL1和L2的燈絲都斷了

7、BL1的燈絲斷了CL2的燈絲斷了D變阻器R斷路【例2】如圖所示，由于電路中某一電阻發(fā)生短路和斷路，使L1變暗，L2燈變亮，則故障可能是R1短路BR2斷路CR3斷路DR4短路【例3】如圖所示電路中，由于某一電阻斷路，使伏特表和安培表讀數(shù)都發(fā)生變化,則下列說法正確的是A若R1斷路，則兩表讀數(shù)都變小B若R2斷路，則兩表讀數(shù)都變小C若R3斷路，則兩表讀數(shù)都變小D若R4斷路，則兩表讀數(shù)都變大【例4】（2001年上海高考試題）如圖所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是：（A）R1斷路 （B）R2斷路（C）

8、R3短路 （D）R4短路分析與解：首先應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，如圖所示為其標(biāo)準(zhǔn)化后的電路。當(dāng)R1斷路時(shí)，總電阻增大，所以通過電源的總電流減小，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，而路端電壓增大，所以L1兩端電壓增大，燈L1變亮，所以A選項(xiàng)正確。當(dāng)R2斷路時(shí)，總電阻增大，所以通過電源的總電流減小，燈L1變暗，而路端電壓增大，所以L2兩端電壓增大，燈L2變亮，所以B選項(xiàng)不正確。當(dāng)R3短路時(shí)，總電阻減小，所以通過電源的總電流增大，燈L1變亮，而路端電壓減小，所以L2兩端電壓減小，燈L2變暗，因?yàn)榭傠娏髟黾?，而通過L2的電流減小，電流表的讀數(shù)變大，所以C選項(xiàng)不正確。當(dāng)R4短路時(shí)，總電阻減小，所以通過電源的總電流

9、增大，燈L1變亮，而路端電壓減小，所以L2兩端電壓減小，燈L2變暗，因?yàn)榭傠娏髟黾樱ㄟ^L2的電流減小，電流表的讀數(shù)變大，所以D選項(xiàng)不正確。5如圖所示，電路中L1、L2、L3是三盞完全相同的白熾小燈泡，把它們串聯(lián)后接在電壓恒為6 V的電源上，三個(gè)小燈泡都正常發(fā)光，后來三個(gè)小燈泡都不亮了，用電壓表接ac兩端時(shí)，示數(shù)是6 V；接bd兩端時(shí)，電壓表示數(shù)為零接ab兩端時(shí)，示數(shù)也為零導(dǎo)線連接良好，則燈絲燒斷的小燈泡可能是A僅是L1 B僅是L2 CL1和L2D2和L3【解析】 由Ubd0，知L1斷；Uab0，可知L2斷【答案】 C【答案】 B4. 如圖所示的電路中，閉合S以后，燈L不亮。用電壓表測(cè)得A、B間電壓為零，其原因可能是（    ）  4. BC       A. L斷路 B. L短路