劉定
初學(xué)電路,很多同學(xué)在遇到復(fù)雜的電路時(shí)往往不會(huì)分析元件之間的連接方式,這里教給同學(xué)們一個(gè)小技巧——給電路作“減法”,即拆除元件法。所謂拆除元件法,即將多余的元件拆除,留下便于觀察的電路元件,這樣剩下的電路的連接方式就一目了然了。下面舉例介紹。
一、只有電阻(燈泡)的電路
拆除電路中多余元件,只留下一個(gè)元件,看拆除后電路能不能正常工作,如果能正常工作,則電路的連接方式為并聯(lián),反之,為串聯(lián)。
例1 四個(gè)電阻的連接方式如圖1所示,已知每個(gè)電阻的阻值為12 Ω,電源的電壓為12 V,當(dāng)開關(guān)閉合后,電流表的讀數(shù)是 。
解析:欲求解電流表的讀數(shù),必須分清三個(gè)電阻的連接方式。有的同學(xué)未加認(rèn)真分析,便認(rèn)為三個(gè)電阻串聯(lián),果真如此嗎?如果沒有兩根導(dǎo)線連接在電路中,則R1、R2、R3顯然為串聯(lián)的,但連接了兩根導(dǎo)線后電路顯然不是串聯(lián)電路了。
用拆除元件法進(jìn)行分析:
拆除R2與R3,留下R1后的電路圖如圖2所示,由圖2可以看出,拆除R2與R3剩下R1后,電路照樣工作;
同理,拆除R1與R3保留R2、拆除R1與R2保留R3,電路都照樣工作。
所以,R1、R2、R3并聯(lián),總電阻為R總= [13] × 12 Ω = 4 Ω。
由I = [UR] = [12 V4 Ω] = 3 A,可知電流表的讀數(shù)為3 A。
答案:3A
例2 請(qǐng)同學(xué)們判斷圖3中的電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)。如果每個(gè)電阻的阻值均為12 Ω,則等效電阻為多少?
解析:這是一道較為復(fù)雜的電路判斷題,僅靠觀察很難得出結(jié)論,我們可以采用拆除元件法來判斷:
拆除R1、R2、R3,只留下一個(gè)電阻R4,由于導(dǎo)線是連接電路的,所以不動(dòng)它,可以看出剩下的電路如圖4所示,
由圖4可以看出,剩下的電阻R4照樣工作。
繼續(xù)拆下去……可知電阻R1、R2、R3、R4并聯(lián),并聯(lián)后的總電阻為R總= [R4] = [12 Ω4] = 3 Ω。
答案:3 Ω
二、含有電源、開關(guān)以及儀表的電路
例3 如圖5所示電路中,電源電壓保持為15 V且恒定不變,Rl為阻值為5 [Ω]的定值電阻,R2為滑動(dòng)變阻器,它的最大電阻值為50 [Ω]。閉合開關(guān)S后,滑動(dòng)變阻器滑片滑向中點(diǎn)時(shí),電流表的讀數(shù)是 。
解析:此題有電源、開關(guān)、電流表和電壓表,略顯復(fù)雜,但如果采取拆除元件法,問題則馬上變得簡單了。具體方法為:當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),不畫出來;開關(guān)閉合時(shí),畫成直線;電壓表的內(nèi)阻非常大,可認(rèn)為是斷路的情況,不畫出來;電流表的內(nèi)阻非常小,一般可認(rèn)為是短路的情況,畫成直線。
本題簡化后的電路圖如圖6所示。
由圖6可以看出,R1與R2組成串聯(lián)電路,串聯(lián)后的總電阻為R總 = R1 + [12]R2 = 5 Ω + [12] × 50 Ω = 30 Ω,
電流表測量的是干路的電流值,則I = [UR] = [15 V30 Ω ]= 0.5 A。
即電流表的讀數(shù)為0. 5A。
答案:0. 5A
小結(jié):分析電路的連接方式的方法有很多,其中拆除元件法是最基本的一種,這種方法簡單、易掌握,希望同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)多加練習(xí)。