电路分析的一种简捷判断方法,本文主要内容关键词为:简捷论文,电路论文,方法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
在直流电路中,当某一电阻阻值发生变化时,将引起电路各处电阻的电压、电流和电功率都随之发生变化,可谓“牵一发而动全身”,先看一道习题。
[例1]如图1,四个小灯功率相同,当滑动变阻器R的滑片P向右移时,各灯亮度将怎样变化?
一般分析法是:
(1)由局部到整体。当滑片P向右移时,R的有效阻值增大, 整个电路的总电阻增大,因电动势ε一定,则总电流I变小。
(2)由整体到局部。由于总电流I变小,则根据U[,外]=ε-Ir可知,外电压增大,L[,4]灯的功率P[,4]=U[,外][2]/R[,4]也变大, L[,4]灯变亮。由于总电流I变小,而流过L[,4]灯的电流I[,4]=U[,外]/R[,4]变大,则流过L[,3]灯的电流I[,3]=I-I[,4]变小,故L[,3]灯的功率变小,L[,3]灯变暗。由U[,1]=U[,外]-U[,3]知灯L[,1]的电压U[,1]增大,其功率P[,1]=U[2][,1]/R[,1]增大,L[,1]灯变亮。根据I[,2]=I[,3]-I[,1]知I[,2]变小,灯L[,2]变暗。
上述分析方法必须要熟练掌握直流电路的基本规律,弄清各部分之间的串、并联关系,根据题目的已知条件对电路的局部和整体进行分析,从串、并联的特点出发找出该段电路和邻近电路的电压、电流关系,确定某一电阻发生变化时,电路各处电压、电流和电功率分配的变化情况。此种分析方法比较复杂,若某一处分析失误,则将导致多处判断错误。通过对电路中仅有一处电阻值发生变化题目的深入研究,总结出下述简捷、明快、准确的判断方法。
在闭合电路中,如果某一电阻值变大(或变小),则通过该电阻的电流所经过的其它各电阻的电压、电流、电功率都变小(或变大);通过该电阻的电流所未经过的其它电阻上的电压、电流、电功率都变大(或变小)。
现用该判断方法来分析例1,由图1所知,通过变阻器R 的电流必定通过灯L[,2]和L[,3],而不经过灯L[,1]和L[,4],当滑片P向右移时, R的有效阻值增大,根据判断方法可知,灯L[,2]和L[,3]变暗,灯L[,1]和L[,4]变亮。
[例2]图2中变阻器的滑片P向左移动时,各电表示数怎样变化?
解析:由电路图可以看出,流过变阻器R 的电流必定经过电源和R[,1],而不经过R[,2],当R的滑片向左移动时,R的有效阻值变小,根据判断方法可知,表A[,1]和V[,1]的示数变大,表A[,2]和V[,2]的示数变小。
[例3]如图3的电路中,a、b两灯原来正常发光,忽然b 灯比原来亮了,设这是因为电路中某一处发生断路故障造成的,那么发生这种故障的可能是:
(A)R[,1]. (B)R[,2]. (C)R[,3]. (D)灯a.
解析:b灯比原来亮,即功率变大,由电路图可知,流过R[,1]的电流不经过b灯,流过R[,2]的电流经过b灯,流过R[,3]的电流不经过b 灯,流过灯a的电流经过b灯,某处断路,可认为此处电阻增大,根据判断方法知答案A、C正确。
请读者思考,本题若是因为电路中某一处短路故障造成的,答案又怎样?(B、D)
[例4]图4所示,a、b、c、d是4只相同的灯泡,额定电压为110V,把它们按图示电路连接后接到220V的电源上,闭合电键S时, 各灯正常发光,若断开S,则
(A)灯泡c和d正常发光。
(B)灯泡b、c、d正常发光。
(C)灯泡c被烧坏。
(D)灯泡b、c、d均被烧坏。
解析:由图4可知,当电键S闭合时,流过a灯的电流经过b灯和d灯,而不经过c灯。电键S断开,可认为此处电阻增大,根据判断方法知,灯泡c的电压增大,将被烧坏,灯泡b和d的电压减小,不能正常发光。 故答案选C。