十种复杂电路分析方法.doc

电路问题计算的先决条件是正确识别电路搞清楚各部分之间的连接关系对较复杂的电路应先将原电路简化为等效电路以便分析和计算识别电路的方法很多现结合具体实例介绍十种方法一特征识别法串并联电路的特征是串联电路中电流不分叉各点电势逐次降低并联电路中电流分叉各支路两端分别是等电势两端之间等电压根据串并联电路的特征识别电路是简化电路的一种最基本的方法例试画出图所示的等效电路解设电流由端流入在点分叉点汇合由端流出支路和各点电势逐次降低两条支路的两点之间电压相等故知和并联后与串联再与并联等效电路如图所示二伸缩翻转法在实验室接电路时常常可以这样操作无阻导线可以延长或缩短也可以翻过来转过去或将一支路翻到别处翻转时支路的两端保持不动导线也可以从其所在节点上沿其它导线滑动但不能越过元件这样就提供了简化电路的一种方法我们把这种方法称为伸缩翻转法例画出图的等效电路解先将连接节点的导线缩短并把连接节点的导线伸长翻转到支路外边去如图再把连接节点的导线缩成一点把连接节点的导线也缩成一点并把连到节点的导线伸长线上图由此可看出与并联再与和串联接到电源上三电流走向法电流是分析电路的核心从电源正极出发无源电路可假设电流由一端流入另一端流出顺着电流的走向经各电阻绕外电路巡行一周至电源的负极凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联凡是电流有分叉地分别流过的电阻均为并联例试画出图所示的等效电路解电流从电源正极流出过点分为三路导线可缩为一点经外电路巡行一周由点流入电源负极第一路经直达点第二路经到达点第三路经也到达点显然和接联在两点之间为并联二三络电流同汇于点经到达点可知并联后与串联再与并联如图所示四等电势法不讲在较复杂的电路中往往能找到电势相等的点把所有电势相等的点归结为一点或画在一条线段上当两等势点之间有非电源元件时可将之去掉不考虑当某条支路既无电源又无电流时可取消这一支路我们将这种简比电路的方法称为等电势法例如图所示已知求两点间的总电阻解设想把两点分别接到电源的正负极上进行分析两点电势相等两点电势也相等分别画成两条线段电阻接在两点也即接在两点接在两点也即接在两点接在两点也即接在两点也接在两点可见四个电阻都接在两点之间均为并联图所以五支路节点法节点就是电路中几条支路的汇合点所谓支路节点法就是将各节点编号约定电源正极为第节点从电源正极到负极按先后次序经过的节点分别为从第节点开始的支路向电源负极画可能有多条支路规定不同支路不能重复通过同一电阻能达到电源负极画的原则是先画节点数少的支路再画节点数多的支路然后照此原则画出第节点开始的支路余次类推最后将剩余的电阻按其两端的位置补画出来例画出图所示的等效电路解图中有五个节点按照支路节点法原则从电源正极第节点出来节点数少的支路有两条支路和支路取其中一条支路画出如图再由第节点开始有两条支路可达负极一条是节点数是另一条是节点数是且已有重复不可取所以应再画出支路最后把剩余电阻画出如图所示六几何变形法几何变形法就是根据电路中的导线可以任意伸长缩短旋转或平移等特点将给定的电路进行几何变形进一步确定电路元件的连接关系画出等效电路图例画出图的等效电路解使支路的导线缩短电路进行几何变形可得图再使缩为一点也缩为一点明显地看出和三者为并联再与串联图七撤去电阻法根据串并联电路特点知在串联电路中撤去任何一个电阻其它电阻无电流通过则这些电阻是串联连接在并联电路中撤去任何一个电阻其它电阻仍有电流通过则这些电阻是并联连接仍以图为例设电流由端流入端流出先撤去由图可知有电流通过再撤去电阻由图可知仍有电流通过同理撤去电阻时也有电流通过由并联电路的特点可知和并联再与串联八独立支路法让电流从电源正极流出在不重复经过同一元件的原则下看其中有几条路流回电源的负极则有几条独立支路未包含在独立支路内的剩余电阻按其两端的位置补上应用这种方法时选取独立支路要将导线包含进去例画出图的等效电路方案一选取为一条独立支路为另一条独立支路剩余电阻接在之间如图所示方案二选取为一条独立支路再分别安排和的位置构成等效电路图方案三选取为一条独立支路再把接到之间导线接在之间如图所示结果仍无法直观判断电阻的串并联关系所以选取独立支路时一定要将无阻导线包含进去九节点跨接法将已知电路中各节点编号按电势由高到低的顺序依次用数码标出来接于电源正极的节点电势最高接于电源负极的节点电势最低等电势的节点用同一数码并合并为一点然后按电势的高低将各节点重新排布再将各元件跨接到相对应的两节点之间即可画出等效电路例画出图所示的等效电路解节点编号如图中所示节点排列将节点依次间隔地排列在一条直线上如图元件归位对照图将分别跨接在排列好的得等效电路如图十电表摘补法若复杂的电路接有电表在不计电流表和电压表的内阻影响时由于电流表内阻为零可摘去用一根无阻导线代替由于电压表内阻极大可摘去视为开路用上述方法画出等效电搞清连接关系后再把电表补到电路对应的位置上例如图的电路中电表内阻的影响忽略不计试画出它的等效电路解先将电流表去用一根导线代摘替再摘去电压表视为开路得图然后根据图把电流表和电压表补接到电路中的对应位置上如图所示