复杂电路之“等效电路图”的画法

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  摘要:掌握串、并联电路的特点是我们解决电路问题的基本条件,而正确分析电路的结构、了解电路的组成,是我们正确解决电路问题的关键.在众多简化电路的方法中,“等效点法”是帮助我们“解剖”复杂电路、让我们了解复杂电路的组成和画出复杂电路“等效图”的一把“利剑”.
  关键词:复杂电路;节点;等效点;等效电路图
  文章编号:1008-4134(2019)20-0035中图分类号:G633.7文献标识码:B
  
  
  作者简介:欧阳华乐(1968-),男,江西泰和人,本科,中学高级教师,深圳市大鹏新区物理教研员,研究方向:课堂教学教法、教师的身心调节.
  电学是初中物理的重点内容,从其所占的篇幅之多、课时之多和中考所占的分数比例之多都足以说明它的重要性.而电学问题(除静电学问题外)绝大部分都涉及电路,能否正确地分析电路、了解电路的组成,是我们能否正确地解决电路問题的关键.可以说不懂得如何分析电路的组成,就等于还没有学懂电学.而一旦知道如何去分析电路的组成,那么绝大多数电学问题也就迎刃而解了.
  对于简单一些的电路可以用“定义法”“电流法”和“拆除法”等去分析其电路的组成;但对于复杂的电路这些往往还不够,必须还要使用“等效点法”,才能较好地分析判断出电路的组成.本文重点谈谈如何运用“等效点法”去分析判断复杂电路的组成,并画出其等效电路图.
  1相关概念
  节点:电路中两条或两条以上的导线相交处称为“节点”.
  等效点:从某一节点出发,凡是导线直接相连的所有点都是该节点的“等效点”;某节点与其等效点在电路中可用同一字母表示.
  2“等效点法”简化电路的步骤(已将“电流法”融合在其中)
  标注节点:在电路中任意两条(或两条以上)导线相交的节点处标上某一字母;不同的节点用不同的字母表示.
  确立等效点:跟某一节点是通过导线直接相连的点(包含刚刚标注的所有节点)都是“等效点”,都用(或改用)同一字母标注.特别提醒:稍后画等效电路图时,“等效点”用竖直的“导线(相当于导电的板)”代替,方便后面填充“两等效点(也即两板)”间的元件.
  分析等效点间的电路组成.分析出第一个(最靠近电源正极的)等效点和最后一个(最靠近电源负极的)等效点间是否还有其它等效点,将各个等效点沿电流流向依次用竖直的“导线(相当于导电的板)”画出;然后再分析出任意两个等效点(也即两板)间有几条路径及每条路径上分别有哪些元件.
  画出完整的等效电路图.从电源正极出发,沿电流流动的方向依次画出完整的等效电路图.
  3补充说明
  凡是被短路的用电器没有电流通过,该用电器不工作,可将其删除.
  对于特别复杂的电路,在分析其电路组成时,可以先简化原电路.即把电流表视为一根“导线”(因为其电阻非常小),把电压表视为“开路”(即把电压表暂时视为“不存在”而将其擦除,因为其电阻值很大),待电路的组成确定以后,才把电流表、电压表接在相应的位置上.
  4典型范例(习题演绎画等效图的过程)
  例1如图1所示,画出其等效电路图.
  以上三道练习题的解答过程,基本的思路和原理是一致的,但由于题目的内容和难度有所不同,导致解题的细节和过程略有不同.三道题,一环扣一环、步步拓展、层层深入,使学生既能了解到这类题目的一般解题思路、又能把握在不同条件下的不同解题技巧,大大地提高了学生分析电路综合问题和解决电路综合问题的能力,对电学的认识有一个质的升华.
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  (收稿日期:2019-06-15)
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