等效电路图等效电路图就是将一个复杂的电路通过适当的方法改画出简单的串联、并联的电路。
这个简单的电路,叫作原复杂电路的等效电路图等效电路图的画法1、先根据实物图中元件的直接位置画出等效电路图,然后再根据这个电路图画出另一个更规范的电路图。
如果还看不出来,就再画,最后就会规范出一个标准的电路图。
2、对于不规范的电路图,可利用“移点”或“移线”的方法变为规范的电路图:如图所示:将图一中的L3左端接a点的导线移至接c点,而右端接b点的导线移至接d点,成为图二的形状,就可看出这三盏为是并联的。
注:移点或移线时,只能沿着导线移动,不能“越位”移动(即不能跨越电路元件移动)示例这似乎是个初中题目. 我不知道你们初中阶段是否完全理解和掌握了"电势"这个概念. 注意,我说的是“电势”,不是“电压”。
如果掌握了电势这个概念,那么这道题目可以解决。
没学电势这个概念的话,题目比较难。
你可以通过电压= 电势差来揣摩一下电势这个概念。
至于等效电路,有三种可能性。
我画图不方便,用语言叙述下。
给5个电阻编号,上面2个从左到右记R1, R2,下面2个从左到右记作R3, R4。
中间那个记作R5。
假设电流方向从左向右。
R1 和R3 左端的电势记作U。
R1 R2 R5 三者的交点记作a, 该点处电势记作Ua。
R3, R4, R5 交点记作b,该点电势记作Ub。
R2 R4 右端的电势记作0。
1)等效电路一R1:R2 = R3:R4 情况下(例如假设5个电阻彼此相等)这时,R5 两端电势相同Ua = Ub,换句话说,R5两端电压为Ua - Ub = 0。
R5 无电流通过。
这时,相当于R5 及其所在支路不存在。
R1 R2 串联,R3 R4 串联,然后再并联。
2)等效电路二R1 : R2 > R3 : R4这时Ua > Ub, R5 中有电流通过,方向从a 到b。
从左向右,总电流I = I1 + I3然后I1 又分为I1 = I2 + I5然后I5 与I3 合并,I5 + I3 = I4然后I4 又与I2 合并,I4 + I2 = I至于串并联关系,是复杂的混联关系。
至于整个电路总电阻的计算,可以通过如下一系列方程求解U - Ua = I1 R1Ua - 0 = I2 R2U - Ub = I3 R3Ua - Ub = I5 R5Ub - 0 = I4 R4I1 = I2 + I5I5 + I3 = I4最后我整理出如下两个式子U(R2 + R4) = I3(R3 + R4)R2 + I1 R4 (R2 + R1)U(R2 + R4 + R5) = I1 (R2R4 + R2R5 + R1R2 + R1R4 + R1R5) + I3R4R2把I1 I3 看作未知数,求解然后利用R = U/(I1 + I3) 求出总电阻。
3)等效电路三R1 : R2 < R3 : R4情况与 2)相反快速三步法画等效电路图高中生在处理较复杂的混联电路问题时,常常因不会画等效电路图,难以求出等效电阻而直接影响解题。
为此,本文向同学们介绍一种画等效电路图的方法棗快速三步法,希望对同学们能有所帮助。
快速三步法画等效电路图的步骤为:⑴ 标出等势点。
依次找出各个等势点,并从高电势点到低电势点顺次标清各等势点字母。
⑵ 捏合等势点画草图。
即把几个电势相同的等势点拉到一起,合为一点,然后假想提起该点“抖动”一下,以理顺从该点向下一个节点电流方向相同的电阻,这样逐点依次画出草图。
画图时要注意标出在每个等势点处电流“兵分几路”及与下一个节点的联接关系。
⑶ 整理电路图。
要注意等势点、电阻序号与原图一一对应,整理后的等效电路图力求规范,以便计算。
例1、图1所示电路中,R1=R2=R3=3Ω,R4=R5=R6=6Ω,求M、N两点间的电阻。
解:该题是一种典型的混联电路,虽然看上去对称、简单,但直接看是很难认识各个电阻间的联接关系的,因此必须画出等效电路图。
下面用快速三步法来解。
1.在原电路图上标了等势点a、b、c。
2.捏合等势点画草图。
从高电势点M点开始,先把两个a点捏合到一起,理顺电阻,标出电流在a点“兵分三路”,分别经R1、R2、R3流向b点;再捏合三个b点,理顺电阻,标出电流在b点“兵分三路”,分别经R4、R5、R6流向c点;最后捏合c点,电流流至N点。
(见图2)3.整理电路图如图3所示。
从等效电路图图3可以清楚地看出原电路各电阻的联接方式,很容易计算出M、N两点间的电阻R=3Ω。
练习:如图4所示,R1=R3=4Ω,R2=R5=1Ω,R4=R6=R7=2Ω,求a、d两点间的电阻。
答案:解:(1)在原电路图上标出等势点a、b、c、d(2)捏合等势点画草图,首先捏合等势点a,从a点开始,电流“兵分三路”,分别经R2流向b点、经R3和R1流向d点;捏合等势点b,电流“兵分两路”,分别经R5流向c点,经R4流向d点;捏合等势点c,电流“兵分两路”,分别经R6和R7流向d点。
(3)整理电路从等效电路图可清楚地看出原电路各电阻的联接关系,很容易计算出a、d两点间的电阻R=1Ω。
如何画等效电路图在电路分叉点按顺序标上字母。
把每两个分叉点间的电路分别画出来,再连起来,最后校对。
§1.电路把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径叫做电路。
从电流的角度看,电源是提供电流的装置,导线是传导电流的装置,开关是控制电流的装置,用电器是利用电流的装置。
电源、用电器、开关和导线是组成电路不可缺少的四个部分。
缺少任何一部分,如没有导线就不能称之为电路,没有用电器称电路错误,没有开关电路则不完整。
图06-1所示的电路虽然由电源、开关S、电灯L和导线四部分组成,但当开关S闭合后,就将电源的两极用一条导线直接连接起来,构成了短路,这时由于通过电源的电流过大,会将电源烧坏,这种现象一定要避免。
2.短路通路、开路和短路是电路的三种状态。
其中短路又可分为电源短路和用电器短路两种情况。
用一根导线将电源的两极直接连接起来,叫做电源短路。
此时电路中的电流很大,会把电源烧坏,因此必须避免电源短路的情况发生。
用导线把用电器的两端直接连接起来,叫做用电器短路。
常把连在用电器两端的这条导线叫做短路导线。
用电器短路时,电流不通过用电器而直接从短路导线中通过。
用电器短路的情况,有的时候可以被利用。
为了与电源短路相区别,用电器短路也常常被称为短接。
检查电路是否电源短路,可以用“电流流向法”。
即按照电流的方向寻找电流的通路,只要其中有一条电流的路径中没有用电器,这个电路就是电源短路。
3.串联电路和并联电路的识别串联电路是指将所有用电器逐个顺次连接在电路的两点间而组成的电路。
并联电路是指将所有用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再连入电路的两点间而组成的电路。
当电路中有n个用电器时,串联电路中的电流只有一条路径,而并联电路中的电流却有n条路径。
识别电路是连接电路、进行电路分析和计算的基础,它包括许多的方面。
而识别串、并联电路,在初中物理范围内非常重要。
识别串.并联电路,可以采用以下方法。
(1)电流分路法此方法的要点是:从电源的正极出发,顺着电流的方向找,直到电源的负极为止。
不管电路如何弯曲,只要是电流不分路,即电流从一个用电器流向另一个用电器,一直流下去,那么用电器就是串联接法,组成的就是串联电路。
如果电路在某点出现分路,表明这个电路中既有干路,又有支路,那么电流通过支路上的用电器后将在另一点汇合,在回到电源的负极。
当干路上没有用电器,而每条支路上只要一个用电器时,这些用电器就组成并联电路。
(2)节点法对于具有串.并联电路初步知识的同学来说,从规范的电路中看出用电器的接法是很容易的。
但当面对的是一个不规范的电路,特别是电路中的导线在多处交叉相连时,初学者往往会感到困惑。
识别这种电路可采用“节点法”。
所谓节点指的是电路中那些“导线交叉相连”的点,包括分流点和汇流点。
利用节点法识别电路的具体步骤是:a.先找出电路中的所有节点,并分别用字母(或数字)表示。
如图06-2.b.将所有用一根导线直接相连(不经过用电器)的节点视为同一节点。
并改用同一字母(或数字)表示。
图2中的节点C和D分别改为A和B。
经过以上两步的处理,从图06-2中不难看出,灯L1、L2、L3的两端,都是一端接在电路的A点上,另一端接在电路的D(B)点上,因而灯L1、L2、L3是并联的。
在图2所示的电路中,电流的流向是:关于节点法的理论根据,同学们将在高中物理课中学习。
4.连接电路根据电路图连接实物,是同学们应该具备的一种电学的实验技能。
连接电路通常采用以下三种方法。
(1)电流流向法从电源的正极开始,沿着电流的流向依次连接实物,直到电源的负极。
连接串联电路时采用这种方法既快捷又准确。
(2)先支路后干路法顾名思义,这是连接并联电路常采用的一种方法。
其过程是:先从电路图中找出电路的分流点和汇流点,视它们为各个支路的“头”和“尾”;把各个支路上的元件按电流流入方向连好,电流流入端是支路的“头”,电流流出端是支路的“尾”,并将各个支路的“头头”相接,“尾尾”相连;再把干路上的元件按电路图中的顺序接在分流点和汇流点之间;最后把各个支路的“头”和“尾”分别与分流点和汇流点相连。
(3)先通后补法从电源的正极开始,沿着电流的流向,将干路中的元件和某一支路的元件用导线接通,先形成一条电流的路径,找出分流点和汇流点的位置;然后将其他各个支路中的元件连好,补接在分流点和汇流点之间,再形成所有电流的路径。
第一种方法叫首尾相接法,如果是全都是首尾相连就一定是串联,如果是首首相连,尾尾相接,就一定是并联。
如果是既有首尾相连,又有首首相连,则一定是混联。
第二种方法叫电流流向法,根据电流的流向,来判断和串并联的特点,来判断串联、并联和混联电路。
第三种方法,叫手捂法,含义是任意去掉一个用电器,其他用电器都不能工作的一定是串联;任意去掉一个用电器,其他用电器都能工作就一定是并联;任意去掉一个用电器,其他用电器部分能工作的一定是混联。
第四种方法,叫节点法(我非常喜欢这一种方法)⑴ 标出等势点。
依次找出各个等势点,并从高电势点到低电势点顺次标清各等势点字母。
⑵ 捏合等势点画草图。
即把几个电势相同的等势点拉到一起,合为一点,然后假想提起该点“抖动”一下,以理顺从该点向下一个节点电流方向相同的电阻,这样逐点依次画出草图。
画图时要注意标出在每个等势点处电流“兵分几路”及与下一个节点的联接关系。
⑶ 整理电路图。
要注意等势点、电阻序号与原图一一对应,整理后的等效电路图力求规范,以便计算。
画等效电路图一妙法——“节点法”电学量的计算是初中物理教学中的难点和重点问题之一,解决此问题的关键是正确分析电路的结构,画出等效规范的电路图.在教学中给学生总结出一套即符合初中学生现有知识水平,又简单易行的一般方法,可大大提高学生的学习效率,逐步提高学生分析问题和解决问题的能力.本文谈谈用“节点法”画等效电路图.电路中三条或三条以上支路的汇交点,称为节点.借助节点排列的规范化来作出等效电路的方法,称为节点法.用节点法画等效电路图具体分为四步:第一,明确节点,标上字母(如图1所示,若图中没有节点则为串联);第二,节点连线,可以合并.如果两个节点之间有一根导线直接相连,而电路图中导线电阻可视为零,故可将两个节点合并,视为一个节点.如图1中S断开时1、2两个节点可视为一个节点(12),3、4两个节点可视为一个节点(34);第三,节点依次排列.将各个节点按电位高低,即沿电流流向依次排列在一直线上,如图2所示;第四,电阻对号入座,将图1中的各个电阻一一取出,对号接入图2各节点之间,如图3.规范的等效电路即被画出.规范化等效电路画出后,就可以进一步简化电路.由图3知,当S断开时,R2、R3并联后与R4串联,然后再与R1并联.当S闭合时,电路变成如图4所示电路.下面用“节点法”分析“1996年全国初中物理竞赛”的电路识别题.在图5中,四个灯泡L1、L2、L3、L4的连接方法是怎样的?分析根据上述四步进行:一、由图5可知节点有四个,分别标上字母A、B、C、D;二、如图5所示节点A、C可合并为一个节点(AC),节点B、D可合并为一个节点(BD);三、将节点沿电流方向依次排列在一直线上,如图6所示;四、灯泡对号入座,L1在A、B间,L2在B、C间,L3在C、D间,L4在D、b间,作出规范等效电路如图7.所以电路连接情况是L1、L2、L3并联后与L4串联.图6图7用“节点法”画电路图1、在实物图中将各元件用字母标好。