Osnovni principi pojednostavljenja sklopova
Složeni krugovi fizikalnog elektriciteta u srednjoj školi mogu se pojednostaviti sljedećim principima:
☀Prvo: zanemarujući otpor žice, pretpostavlja se da je R žica ≈0. Napon na žici kroz koju teče struja jednak je nuli, a napon na prekidaču može se izmjeriti kada je otvoren (nema drugih prekidnih točaka u krugu).
☀Drugo: Kada je prekidač zatvoren, to je ekvivalentno žici; kada je prekidač otvoren, to je ekvivalentno otvorenom krugu, koji se može ukloniti iz dva čvora kruga. Kada je sklopka zatvorena i struja teče, napon na sklopci je nula, a napon na sklopci se može mjeriti kada je otvorena (nema drugih prekidnih točaka u krugu).
☀Treće: Unutarnji otpor ampermetra je vrlo mali. Kada se analizira način spajanja kruga, mjesto s ampermetrom može se smatrati žicom.
☀Četvrto: Unutarnji otpor voltmetra je vrlo velik. Kada se analizira način spajanja kruga, mjesto s voltmetrom može se smatrati otvorenim krugom i ukloniti iz dva čvora kruga.
☀Peto: Kratki spoj električnog uređaja (otpor): Kada su električni uređaj (otpor) i žica (prekidač, ampermetar) spojeni paralelno, struja ne prolazi kroz električni uređaj (kao što je prikazano na slici ispod) , a električni uređaj se može ukloniti iz dva čvora kruga (ukloni).
☀Šesto: Segment Pa kliznog reostata je u kratkom spoju žicom (metalna šipka) i ne radi. Nakon uklanjanja segmenta Pa, slika a ispod postaje slika b.
☀Sedmo: Analizirajte odnos između ukupne struje, ukupnog napona i podijeljene struje i podijeljenog napona prema zakonima struje i napona serijskih i paralelnih krugova "serijski podijeljen napon, paralelno povezana struja".
☀Osmo: Ako je ampermetar spojen u seriju s bilo kojim električnim uređajem, izmjerite struju tog električnog uređaja, a ako je voltmetar spojen paralelno s bilo kojim električnim uređajem, izmjerite napon tog električnog uređaja. Napon izmjeren voltmetrom može se procijeniti metodom klizanja i metodom izvora.
☀Deveto: U principu, voltmetar je potrebno spojiti paralelno u krug. Kada se napon napajanja mjeri zasebno, može se izravno spojiti na oba kraja napajanja.
Općenito, ako je voltmetar spojen u seriju u strujnom krugu, izmjereni napon je napon na izvoru napajanja (vidi napomene za detalje). Ako je ampermetar izravno spojen na oba kraja napajanja, on će pregorjeti, a napajanje će biti kratko spojeno, što će izgorjeti napajanje.
☀Deseto: Ako na žici (između čvorova) nema električnih uređaja (osim prekidača i ampermetara), tada se svaka točka na žici može smatrati točkom, koja se može proizvoljno kombinirati, razdvajati, povećavati ili smanjivati. (Ova se metoda također naziva metoda čvora) Na primjer:
02
Koraci pojednostavljenja kruga
☀Korak 1: Uklonite isključeni prekidač u skladu sa zahtjevima teme, a zatvoreni prekidač pretvorite u žicu.
☀Korak 2: Pretvorite ampermetar u žicu (može se i zadržati ovisno o slučaju).
☀Korak 3: Uklonite voltmetar.
☀Korak 4: Spojite (ili transponirajte) čvorove na žici. (Ovaj korak se koristi kada postoji mnogo električnih uređaja u strujnom krugu i oni su isprepleteni jedni s drugima)
☀Korak 5: Nacrtajte dijagram ekvivalentnog strujnog kruga kako biste odredili jesu li električni uređaji spojeni serijski ili paralelno.
☀Korak 6: Upotrijebite načela 7 i 8 u izvornom krugu kako biste procijenili koju električnu struju i napon mjere ampermetar i voltmetar.
☀Korak 7: dodajte voltmetar i ampermetar dijagramu ekvivalentnog kruga i analizirajte odnos između svakog ampermetra i prikaza napona. (Načelo sedam)
03
Odabrana predavanja na klasičnim primjerima
☀Primjer 1: U sljedećem dijagramu strujnog kruga, nakon što je sklopka S zatvorena, očitanje voltmetra V1 je 2,5 V, a očitanje V2 je 1 V. Ako je očitanje A2 0.2A, kakvo je očitanje A1? Pronađite napon na dvije žarulje.
slika
Analiza: Korak 1: Pretvorite prekidač u žicu;
Korak 2: Pretvorite ampermetar u žicu;
Treći korak je uklanjanje voltmetra.
Četvrti korak (izostavljen)
Korak 5: Odredite način električnog povezivanja
slika
Očito je da su dvije žarulje spojene u seriju u krugu.
Korak 6: Prema principu 4, znajte da je voltmetar V2 isključen, tako da nema struje koja teče kroz A1, a očitanje je nula; prema slip metodi, poznato je da je V1 spojen paralelno s napajanjem, te izmjerite napon na oba kraja napajanja. V2 i L2 su spojeni paralelno, a napon na L2 se mjeri.
Korak 7: Dijagram ekvivalentnog kruga je sljedeći:
slika
Prema dijagramu ekvivalentnog strujnog kruga, može se vidjeti da je potreban I1=I2=0.2A
U1=2.5V-1V=1.5V U2=1V
slika
☀Primjer 2: Kao što je prikazano na slici, nakon što je sklopka s zatvorena, odnos između sljedećih prikaza napona je, a odnos između prikaza struje je ___.
slika
Analiza: prvi korak: sklopku pretvoriti u žicu;
Korak 2: Pretvorite ampermetar u žicu;
Treći korak: uklonite voltmetar; četvrti korak (izostavljen);
Korak 5: Odredite način povezivanja svakog električnog uređaja:
slika
Korak 6: Procijenite objekte izmjerene ampermetrom i voltmetrom prema načelima 7 i 8 i metodom klizanja ili metodom uklanjanja izvora.
① U izvornom krugu, ako se voltmetar ukloni, može se ustanoviti da su ampermetri A1 i A2 spojeni u seriju sa žaruljom, tako da su brojevi reprezentacije jednaki;
② Koristeći metodu klizanja, može se procijeniti da V1 mjeri napon na oba kraja L1, V2 mjeri napon na oba kraja izvora napajanja, a V3 mjeri napon na oba kraja L2.
Korak 7: Dijagram ekvivalentnog kruga je sljedeći:
slika
slika
☀Primjer 3: Nakon što je sklopka kruga zatvorena, očitanja v1, v2 i v3 su 8V, 9V i 4V redom, pa koliki su naponi na oba kraja L1, L2 i L3?
slika
Traženi odnos napona je: U2=U1 plus U3 I1=I2
Rješenje: Prema "Deset principa, sedam koraka", ekvivalentni dijagram strujnog kruga može se dobiti na sljedeći način:
slika
Iz ekvivalentnog dijagrama mogu se dobiti sljedeće jednadžbe:
UL1 plus UL2=8V
UL2 plus UL3=9V
UL3=4V
Rješenje: UL1=3v UL2=5v UL3=4V
slika
☀Primjer 4: Kao što je prikazano na slici, poznato je da su dvije žarulje L1 i L2 spojene u seriju, tada je točna procjena između tri ampermetra (ampermetar ili voltmetar) u ①, ② i ③ ( )
A. ① je ampermetar, ② i ③ su voltmetri;
B. ① i ③ su voltmetri, a ② je ampermetar;
C. ① i ② su ampermetri, a 3 je voltmetar;
D. ①② i ③ su ampermetri
slika
Analiza: Na ovo pitanje može se odgovoriti metodom eliminacije. Ispunite tablice za odgovor na A
Među tri položaja, prema "deset principa, sedam koraka" dijagram strujnog kruga je pojednostavljen na:
slika
Očito, ne odgovara naslovu.
Popunite tablice odgovora B na slici, sklop se može pojednostaviti kao:
slika
Ova metoda popunjavanja odgovara značenju pitanja.
Upišite tablice odgovora C u strujni krug, strujni krug L1 je isključen, a pojednostavljena shema strujnog kruga je ista kao odgovor A, koji ne odgovara značenju pitanja. Ispunite tablice odgovora na D na slici, napajanje je u kratkom spoju, a kroz dvije žarulje ne teče struja, što ne odgovara smislu pitanja. Dakle, odaberite odgovor B.
