Pagrindiniai grandinės supaprastinimo principai
Sudėtingos vidurinės mokyklos fizinės elektros grandinės gali būti supaprastintos šiais principais:
☀Pirma: neatsižvelgiant į laido varžą, daroma prielaida, kad R laidas yra ≈0. Įtampa per laidą, kai teka srovė, yra lygi nuliui, o įtampą per jungiklį galima išmatuoti, kai jis yra atidarytas (nėra kitų grandinės lūžių taškų).
☀Antra: kai jungiklis uždarytas, tai prilygsta laidui; kai jungiklis yra atidarytas, tai prilygsta atvirai grandinei, kurią galima pašalinti iš dviejų grandinės mazgų. Kai jungiklis yra uždarytas ir teka srovė, jungiklio įtampa lygi nuliui, o įtampą per jungiklį galima išmatuoti, kai jis yra atidarytas (kitų lūžių grandinėje nėra).
☀Trečia: vidinė ampermetro varža yra labai maža. Analizuojant grandinės prijungimo režimą, vieta su ampermetru gali būti laikoma laidu.
☀Ketvirta: vidinė voltmetro varža yra labai didelė. Analizuojant grandinės prijungimo režimą, vieta su voltmetru gali būti laikoma atvira grandine ir pašalinta iš dviejų grandinės mazgų.
☀Penkta: elektros prietaiso trumpasis jungimas (varža): Kai elektros prietaisas (varža) ir laidas (jungiklis, ampermetras) yra sujungti lygiagrečiai, per elektros prietaisą neteka srovė (kaip parodyta paveikslėlyje žemiau) , o elektros prietaisą galima išimti iš dviejų grandinės mazgų (pašalinti).
☀Šešta: slankiojančio reostato segmentas Pa yra trumpai sujungtas dėl vielos (metalinio strypo) ir neveikia. Pašalinus atkarpą Pa, toliau esantis paveikslas a tampa b figūra.
☀ Septinta: išanalizuokite ryšį tarp visos srovės, bendrosios įtampos ir padalytos srovės bei padalintos įtampos pagal nuosekliųjų ir lygiagrečių grandinių srovės ir įtampos dėsnius „nuosekliai padalinta įtampa, lygiagrečiai prijungta srovė“.
☀Aštunta: jei ampermetras yra nuosekliai sujungtas su kokiu nors elektros prietaisu, išmatuokite to elektros prietaiso srovę, o jei voltmetras prijungtas lygiagrečiai su kokiu nors elektros prietaisu, išmatuokite to elektros prietaiso įtampą. Voltmetru išmatuota įtampa gali būti vertinama pagal slydimo metodą ir šaltinio metodą.
☀Devintas: Iš esmės voltmetras turi būti prijungtas lygiagrečiai grandinėje. Atskirai matuojant maitinimo įtampą, ją galima tiesiogiai prijungti prie abiejų maitinimo šaltinio galų.
Apskritai, jei voltmetras grandinėje yra nuosekliai prijungtas, išmatuota įtampa yra maitinimo šaltinio įtampa (išsamiau žr. pastabose). Jei ampermetras yra tiesiogiai prijungtas prie abiejų maitinimo šaltinio galų, jis bus perdegęs, o maitinimo šaltinis bus trumpas, sudeginantis maitinimą.
☀Dešimta: Jei ant laido (tarp mazgų) nėra elektros prietaisų (išskyrus jungiklius ir ampermetrus), tai kiekvienas laido taškas gali būti laikomas tašku, kurį galima savavališkai sujungti, atskirti, padidinti arba sumažinti. (Šis metodas taip pat vadinamas mazgo metodu) Pavyzdžiui:
02
Grandinės supaprastinimo žingsniai
☀1 veiksmas: pagal temos reikalavimus nuimkite atjungtą jungiklį ir uždarytą jungiklį paverskite laidu.
☀2 veiksmas: ampermetrą paverskite viela (jis taip pat gali būti pasilikęs).
☀3 veiksmas: nuimkite voltmetrą.
☀4 veiksmas: sujunkite (arba perkelkite) laido mazgus. (Šis veiksmas naudojamas, kai grandinėje yra daug elektros prietaisų ir jie yra susipynę vienas su kitu)
☀5 veiksmas: nubraižykite lygiavertę grandinės schemą, kad nustatytumėte, ar elektros prietaisai prijungti nuosekliai, ar lygiagrečiai.
☀6 veiksmas: naudokite 7 ir 8 principus pradinėje grandinėje, kad nuspręstumėte, kokią elektros srovę ir įtampą matuoja ampermetras ir voltmetras.
☀7 veiksmas: pridėkite voltmetrą ir ampermetrą prie lygiavertės grandinės schemos ir išanalizuokite kiekvieno ampermetro ir įtampos atvaizdo ryšį. (Septintas principas)
03
Rinktinės paskaitos apie klasikinius pavyzdžius
☀1 pavyzdys: Šioje grandinės schemoje, uždarius jungiklį S, voltmetro V1 rodmuo yra 2,5 V, o V2 - 1 V. Jei A2 rodmuo yra 0.2A, koks yra A1 rodmuo? Raskite dviejų lempučių įtampą.
paveikslėlį
Analizė: 1 veiksmas: pasukite jungiklį į laidą;
2 veiksmas: pasukite ampermetrą į laidą;
Trečias žingsnis yra voltmetro pašalinimas.
Ketvirtasis žingsnis (praleistas)
5 veiksmas: nustatykite elektros prijungimo būdą
paveikslėlį
Akivaizdu, kad dvi lemputės grandinėje yra sujungtos nuosekliai.
6 veiksmas: pagal 4 principą žinokite, kad voltmetras V2 yra atjungtas, todėl per A1 neteka srovė, o rodmuo lygus nuliui; pagal slydimo metodą yra žinoma, kad V1 yra prijungtas lygiagrečiai su maitinimo šaltiniu ir išmatuokite įtampą abiejuose maitinimo šaltinio galuose. V2 ir L2 yra sujungti lygiagrečiai ir matuojama įtampa per L2.
7 veiksmas: lygiavertė grandinės schema yra tokia:
paveikslėlį
Pagal lygiavertę grandinės schemą matyti, kad reikalingas I1=I2=0.2A
U1=2.5V-1V=1.5V U2=1V
paveikslėlį
☀2 pavyzdys: kaip parodyta paveikslėlyje, uždarius jungiklį s, ryšys tarp toliau nurodytų įtampos vaizdų ir srovės atvaizdų yra ___.
paveikslėlį
Analizė: pirmas žingsnis: pasukite jungiklį į laidą;
2 veiksmas: pasukite ampermetrą į laidą;
Trečias žingsnis: nuimkite voltmetrą; ketvirtas žingsnis (praleidžiamas);
5 veiksmas: nustatykite kiekvieno elektros prietaiso prijungimo režimą:
paveikslėlį
6 veiksmas. Įvertinkite ampermetru ir voltmetru išmatuotus objektus pagal 7 ir 8 principus ir slydimo metodą arba šaltinio pašalinimo metodą.
① Pradinėje grandinėje, jei buvo pašalintas voltmetras, galima pastebėti, kad ampermetrai A1 ir A2 yra nuosekliai sujungti su lempute, todėl srovės atvaizdavimo skaičiai yra vienodi;
② Naudojant slydimo metodą, galima spręsti, kad V1 matuoja įtampą abiejuose L1 galuose, V2 – abiejuose maitinimo šaltinio galuose, o V3 – abiejuose L2 galuose.
7 veiksmas: lygiavertė grandinės schema yra tokia:
paveikslėlį
paveikslėlį
☀3 pavyzdys: uždarius grandinės jungiklį, v1, v2 ir v3 rodmenys yra atitinkamai 8 V, 9 V ir 4 V, taigi kokios įtampos abiejuose L1, L2 ir L3 galuose?
paveikslėlį
Reikalingas įtampos santykis yra: U2=U1 plius U3 I1=I2
Sprendimas: Pagal „Dešimt principų, septynių žingsnių“ ekvivalentinę grandinės schemą galima gauti taip:
paveikslėlį
Iš lygiavertės diagramos galima gauti tokias lygtis:
UL1 plius UL2=8V
UL2 plius UL3=9V
UL3=4V
Sprendimas: UL1=3v UL2=5v UL3=4V
paveikslėlį
☀4 pavyzdys: Kaip parodyta paveikslėlyje, žinoma, kad dvi lemputės L1 ir L2 yra sujungtos nuosekliai, tada teisingas sprendimas tarp trijų ampermetrų (ampermetro arba voltmetro) ①, ② ir ③ yra ( )
A. ① yra ampermetras, ② ir ③ yra voltmetrai;
B. ① ir ③ yra voltmetrai, o ② yra ampermetras;
C. ① ir ② yra ampermetrai, o ③ yra voltmetras;
D. ①② ir ③ yra ampermetrai
paveikslėlį
Analizė: Į šį klausimą galima atsakyti pašalinimo metodu. Užpildykite lenteles atsakydami į A
Tarp trijų pozicijų pagal „dešimt principų, septynių žingsnių“ grandinės schema supaprastinta taip:
paveikslėlį
Akivaizdu, kad tai neatitinka pavadinimo.
Užpildykite B atsakymo lenteles į paveikslą, grandinę galima supaprastinti taip:
paveikslėlį
Šis užpildymo būdas atitinka klausimo prasmę.
Užpildykite C atsakymo lenteles į grandinę, grandinė L1 yra atjungta, o supaprastinta grandinės schema yra tokia pati kaip atsakymas A, kuris neatitinka klausimo prasmės. Paveiksle užpildykite atsakymų į D lenteles, maitinimo šaltinis yra trumpai jungtas, o per dvi lemputes neteka srovė, o tai neatitinka klausimo prasmės. Taigi pasirinkite atsakymą B.
