Grunnleggende prinsipper for kretsforenkling
De komplekse kretsene i fysisk elektrisitet på ungdomsskolen kan forenkles ved følgende prinsipper:
☀For det første: ignorerer ledningsmotstanden, antas det at R-ledningen er ≈0. Spenningen over ledningen med strøm er null, og spenningen over bryteren kan måles når den er åpen (ingen andre bruddpunkter i kretsen).
☀Andre: Når bryteren er lukket, tilsvarer det en ledning; når bryteren er åpen, tilsvarer det en åpen krets, som kan fjernes fra de to nodene i kretsen. Når bryteren er lukket og strømmen går, er spenningen over bryteren null, og spenningen over bryteren kan måles når den er åpen (det er ingen andre bruddpunkter i kretsen).
☀For det tredje: Den indre motstanden til amperemeteret er veldig liten. Når du analyserer koblingsmodusen til kretsen, kan stedet med amperemeteret betraktes som en ledning.
☀Fjerde: Den indre motstanden til voltmeteret er veldig stor. Når du analyserer koblingsmodusen til kretsen, kan stedet med voltmeteret betraktes som en åpen krets og fjernes fra de to nodene i kretsen.
☀ For det femte: Kortslutning av det elektriske apparatet (motstand): Når det elektriske apparatet (motstand) og ledningen (bryter, amperemeter) er koblet parallelt, er det ingen strøm som går gjennom det elektriske apparatet (som vist i figuren nedenfor) , og det elektriske apparatet kan fjernes fra de to nodene i kretsen (fjern).
☀ For det sjette: Segmentet Pa til den glidende reostaten er kortsluttet av ledningen (metallstangen) og fungerer ikke. Etter å ha fjernet segmentet Pa, blir figuren a nedenfor figur b.
☀Sjuende: Analyser forholdet mellom totalstrøm, totalspenning og delt strøm og delt spenning i henhold til strøm- og spenningslovene til serie- og parallellkretser "seriedelt spenning, parallellkoblet strøm".
☀Åttende: Hvis amperemeteret er koblet i serie med et elektrisk apparat, mål strømmen til det elektriske apparatet, og hvis voltmeteret er koblet parallelt med et elektrisk apparat, mål spenningen til det elektriske apparatet. Spenningen målt av voltmeteret kan bedømmes ved slipmetoden og kildemetoden.
☀Niende: I prinsippet kreves det at voltmeteret er parallellkoblet i kretsen. Når strømforsyningsspenningen måles separat, kan den kobles direkte til begge ender av strømforsyningen.
Generelt, hvis voltmeteret er koblet i serie i kretsen, er den målte spenningen spenningen over strømforsyningen (se merknader for detaljer). Hvis amperemeteret er direkte koblet til begge ender av strømforsyningen, vil det bli utbrent, og strømforsyningen vil bli kortsluttet og brenne ut strømforsyningen.
☀Tiende: Hvis det ikke er noen elektriske apparater (unntatt brytere og amperemeter) på ledningen (mellom noder), kan hvert punkt på ledningen betraktes som et punkt, som kan kombineres, separeres, økes eller reduseres vilkårlig. (Denne metoden kalles også nodemetode) For eksempel:
02
Kretsforenklingstrinn
☀Trinn 1: Fjern den frakoblede bryteren i henhold til kravene til emnet, og gjør den lukkede bryteren til en ledning.
☀Trinn 2: Gjør amperemeteret om til en ledning (det kan også beholdes etter behov).
☀Trinn 3: Fjern voltmeteret.
☀Trinn 4: Slå sammen (eller transponer) nodene på ledningen. (Dette trinnet brukes når det er mange elektriske apparater i kretsen og de er viklet inn i hverandre)
☀Trinn 5: Tegn et ekvivalent kretsskjema for å finne ut om de elektriske apparatene er koblet i serie eller parallelt.
☀Trinn 6: Bruk prinsippene 7 og 8 i den opprinnelige kretsen for å vurdere hvilken elektrisk strøm og spenning amperemeteret og voltmeteret måler.
☀Trinn 7: Legg til voltmeteret og amperemeteret til det tilsvarende kretsdiagrammet, og analyser forholdet mellom hvert amperemeter og spenningsrepresentasjonen. (Prinsipp syv)
03
Utvalgte forelesninger om klassiske eksempler
☀Eksempel 1: I det følgende kretsskjemaet, etter at bryteren S er lukket, er avlesningen av voltmeteret V1 2,5V, og avlesningen av V2 er 1V. Hvis avlesningen av A2 er 0.2A, hva er avlesningen av A1? Finn spenningen over de to pærene.
bilde
Analyse: Trinn 1: Gjør bryteren til en ledning;
Trinn 2: Gjør amperemeteret til en ledning;
Det tredje trinnet er å fjerne voltmeteret.
Det fjerde trinnet (utelatt)
Trinn 5: Bestem den elektriske tilkoblingsmetoden
bilde
Tydeligvis er de to lyspærene koblet i serie i kretsen.
Trinn 6: I henhold til prinsipp 4, vet at voltmeteret V2 er frakoblet, så det er ingen strøm som flyter gjennom A1, og avlesningen er null; i henhold til slipmetoden er det kjent at V1 kobles parallelt med strømforsyningen, og måler spenningen i begge ender av strømforsyningen. V2 og L2 kobles parallelt, og spenningen over L2 måles.
Trinn 7: Det ekvivalente kretsskjemaet er som følger:
bilde
I henhold til det ekvivalente kretsskjemaet kan det ses at den nødvendige I1=I2=0.2A
U1=2.5V-1V=1.5V U2=1V
bilde
☀Eksempel 2: Som vist på figuren, etter at bryteren s er lukket, er forholdet mellom følgende spenningsrepresentasjoner, og forholdet mellom strømrepresentasjonene er ___.
bilde
Analyse: det første trinnet: snu bryteren til en ledning;
Trinn 2: Gjør amperemeteret til en ledning;
Det tredje trinnet: fjern voltmeteret; det fjerde trinnet (utelatt);
Trinn 5: Bestem tilkoblingsmodusen til hvert elektrisk apparat:
bilde
Trinn 6: Døm objektene målt med amperemeteret og voltmeteret i henhold til prinsippene 7 og 8 og slipmetoden eller metoden for fjerning av kilden.
① I den originale kretsen, hvis voltmeteret er fjernet, kan det oppdages at amperemetrene A1 og A2 er koblet i serie med lyspæren, slik at gjeldende representasjonstall er like;
② Ved å bruke slipmetoden kan det bedømmes at V1 måler spenningen i begge ender av L1, V2 måler spenningen i begge ender av strømforsyningen, og V3 måler spenningen i begge ender av L2.
Trinn 7: Det ekvivalente kretsskjemaet er som følger:
bilde
bilde
☀Eksempel 3: Etter at kretsbryteren er lukket, er avlesningene til v1, v2 og v3 henholdsvis 8V, 9V og 4V, så hva er spenningene i begge ender av L1, L2 og L3?
bilde
Det nødvendige spenningsforholdet er: U2=U1 pluss U3 I1=I2
Løsning: I henhold til "Ti prinsipper, syv trinn", kan det tilsvarende kretsskjemaet til kretsen oppnås som følger:
bilde
Fra det ekvivalente diagrammet kan følgende ligninger fås:
UL1 pluss UL2=8V
UL2 pluss UL3=9V
UL3=4V
Løsning: UL1=3v UL2=5v UL3=4V
bilde
☀Eksempel 4: Som vist i figuren er det kjent at de to lyspærene L1 og L2 er koblet i serie, så er den korrekte vurderingen blant de tre amperemeterne (amperemeter eller voltmeter) i ①, ② og ③ ( )
A. ① er et amperemeter, ② og ③ er voltmetre;
B. ① og ③ er voltmetere, og ② er et amperemeter;
C. ① og ② er amperemeter, og ③ er et voltmeter;
D. ①② og ③ er begge amperemeter
bilde
Analyse: Dette spørsmålet kan besvares med metoden for eliminering. Fyll ut tabellene for svaret på A
Blant de tre posisjonene, i henhold til "ti prinsipper, syv trinn" kretsdiagram er forenklet til:
bilde
Det passer tydeligvis ikke til tittelen.
Fyll inn tabellene med svar B i figuren, kretsen kan forenkles som:
bilde
Denne fyllingsmetoden passer til betydningen av spørsmålet.
Fyll inn tabellene med svar C i kretsen, krets L1 er frakoblet, og det forenklede kretsskjemaet er det samme som svar A, som ikke oppfyller betydningen av spørsmålet. Fyll ut tabellene med svarene til D i figuren, strømforsyningen er kortsluttet, og det går ingen strøm gjennom de to pærene, noe som ikke oppfyller betydningen av spørsmålet. Så velg svar B.
