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        復雜電路簡化策略

        2007-12-31 00:00:00易良錄
        物理教學探討 2007年8期

        無法直接用串聯和并聯電路的基本規(guī)律求出整個的電路的電阻時,這樣的電路可稱為復雜電路。解決復雜電路的根本方法,是應用基爾霍夫方程組求解,原則上可以解決任何一個復雜電路。問題是,當回路稍多時解方程組并非易事,并且基爾霍夫方程組不屬于我國物理競賽的內容。因此,本文介紹解決復雜電路的幾種可行辦法。

        1 對稱性化簡法

        在一個復雜電路中,如果能找到一些完全對稱的點(以兩端連線為對稱軸),那么當在該電路兩端加上電壓時,這些點的電勢一定相等,即使用導線把這些點連接起來,導線中也不會有電流,因而不會改變原電路的情況。

        如圖1示的立方體電路,每條邊的電阻相等均為R。如果求AG之間的電阻,那么當AG兩點加上電壓時,顯然DBE的電勢相等,CFH的電勢也相等,把這些點連接起來,原電路就變?yōu)榱撕唵坞娐贰?/p>

        如果求AF之間的電阻,那么EB及HC是對稱點,連接EB和HC同樣能使原電路變?yōu)楹唵坞娐贰?/p>

        如果求AE之間的電阻,那么BD及HF是對稱點,連接BD和HF同樣能使原電路變?yōu)楹唵坞娐贰?/p>

        根據同樣的思想,將電路中某一接點斷開,如果拆開的兩點是等電勢的,那么拆開的過程同樣對原電路無影響。例如圖2-a中(每個電阻阻值相等)為復雜電路,要求AB兩點之間的電阻。拆成圖2-b所示電路后,CD兩點完全對稱,電勢相等,因而兩電路等價,而是一個簡單電路。

        注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文

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