既有电阻串联又有电阻并联的电路叫电阻混联电路。混联电路在实际工作和生活中有着广泛的应用,图2.1.6 所示的电路就是混联电路。
解混联电路的关键是将串、并联电路关系不易看清的电路加以改画(使所画电路的串、并联关系清晰),按电阻串、并联关系,逐一将电路化简。搞清电路结构是解题的基础,下面具体介绍求解混联电路的等电位分析法。
图2.1.6 电阻的混联电路
①确定等电位点、标出相应的符号。导线的电阻和理想电流表的电阻可忽略不计,可以认为导线和电流表连接的两点是等电位点。对等电位点标出相应的符号。
②画出串、并联关系清晰的等效电路图。由等电位点先确定电阻的连接关系,再画电阻电路图。先画电阻最少的支路,再画电阻次少的支路,从电路的一端画到另一端。
③求解。根据欧姆定律,以及电阻串、并联的特点和电功率计算公式列出方程求解。
例2.1.3 在图2.1.7(a)所示电路中,UAB=6 V,R1=1 Ω,R2=2 Ω,R3=3 Ω。当S1、S2都闭合时,求I总、R总。若将S1、S2 改为电流表A1、A2,求A1、A2 的读数。
图2.1.7 例2.1.3 图
解 当S1、S2 都闭合时,A′与A,B′与B 为等电位点,三个电阻都接在A(A′)、B(B′)之间,所以三个电阻并联,其简化等效电路如图2.1.7(b)所示。根据欧姆定律可得
由电阻并联电路的特点,可以求出总电流为
电路总电阻为(www.xing528.com)
若将S1、S2 改为电流表A1、A2,由于电流表电阻可忽略,A′与A,B′与B 仍为等电位点,电阻连接方式不变,R1、R2、R3 还是并联。电流由A 点经电流表A1 到A′点,再经R2、R3,到B′、B点,因此电流表A1 测的是R2 与R3 上的电流和,同样可以分析出电流表A2 测的是R1、R2 上的电流和,即
电流表A1 的示数
电流表A2 的示数
例2.1.4 在图2.1.8(a)所示电路中,R1=R2=R3=R4=R,试分别求S 断开和S 闭合时AB 间等效电阻RAB和R′AB。
图2.1.8 例2.1.4 图
解 ①由于S 断开时,B′与B 为等电位点,由A 到B 可通过R2,也可通过R1,还可通过R3与R4,因此可画出其简化等效电路,如图2.1.8(b)所示,R3 与R4 串联再与R1、R2 并联。又因
由并联电路的电阻公式可得
②由于S 闭合时,B″、B′与B 为等电位点,R4 接在B、B″间被短接,R1、R2、R3 并联,因此可画出其简化等效电路,如图2.1.8(c)所示。所以有
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