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串并联电路的特点与识别串并联电路的四种方法

作者:沉默的offer时间:2018-11-08浏览次数:57

  正确识别串并联电路是学习电路连接和电路计算的基础,对于电路的识别要紧抓串联电路与并联电路的基本特征,而不仅仅只是从形状上去分析。

  串并联电路的特点:

  (1)串并联电路电流的特点: 串联电路中,各处电流相等。I=I1=I2 并联电路中,干路电流等于各支路的电流之和。I=I1+I2

  (2)串并联电路电压的特点: 串联电路中,电路两端的总电压等于各部分用电器两端电压之和。U=U1+U2 并联电路中,各支路两端电压相等,等于两端的总电压。U=U1=U2

  (3)串并联电阻的特点: 串联电路中,等效电阻等于各串联电阻之和。R=R1+R2 若R1=R2=r 则 R=2r 并联电路中,等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。1/R=1/R1+1/R2 若R1=R2=r 则R=r/2

  (4)串并联电压、电流与电阻的关系: 串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即阻值大的电阻,其两端的电压也大,阻值小的电阻,其两端的电压也小,这种关系称为分压关系。 U1/U2=R1/R2 并联电路中,电压的分配与电阻成反比,即阻值大的电阻,其两端的电压小,阻值小的电阻,其两端的电压大,这种关系称为分流关系。 I1/I2=R2/R1

  (5)串并联电路电功的特点: 串联电路中,消耗的总功等于各串联用电器消耗的电功之和。W=W1+W2 并联电路中,消耗的总功等于各并联用电器消耗的电功之和。W=W1+W2

  (6)串并联电路电功与电阻的关系: 串联电路中,电功的分配与电阻成正比。即阻值大消耗的电功多,阻值小的消耗的电功少。W1/W2=R1/R2 并联电路中,电功的分配与电阻成反比。即阻值大消耗的电功少,阻值小的消耗的电功多。W1/W2=R2/R1

  (7)串并联电路电功率的特点: 串联电路中,消耗的总功率等于各串用电器消耗的电功率之和。P=P1+P2 并联电路中,消耗的总功率等于各并用电器消耗的电功率之和。P=P1+P2

  (8)串并联电路电功率与电阻的关系: 串联电路中,电功率的分配与电阻成正比。即阻值大消耗的电功率大,阻值小消耗的电功率小。P1/P2=R1/R2 并联电路中,电功率的分配与电阻成反比。即阻值大消耗的电功率小,阻值小消耗的电功率大。P1/P2=R2/R1

  (9)串并联电路电热的特点: 串联电路中,电路中所产生的总热量等于各串联用电器产生的热量的总和。即Q =Q1+Q2 并联电路中,电路中所产生的总热量等于各并联用电器产生的热量的总和。即Q =Q1+Q2

  (10)串并联电路电热与电阻的关系: 串联电路中,各用电器产生的电热与电阻成正比。即Q1/Q2=R1/R2 并联电路中,各用电器产生的电热与其电阻成反比。即Q1/Q2=R2/R1

  串并联电路的识别方法:

  1.使用定义法识别串并联电路

  若电路中的各元件是逐个顺次连接起来的,则电路为串联电路,若各元件“首首相接,尾尾相连”并列地连在电路两点之间,则电路就是并联电路。

  2.使用电流流向法识别串并联电路

  从电源的正极(或负极)出发,沿电流流向,分析电流通过的路径。若只有一条路径通过所有的用电器,则这个电路是串联的(如图l所示);若电流在某处分支,又在另一处汇合,则分支处到汇合处之间的电路是并联的(如图2所示)。

  电流流向法是电路分析中常用的一种方法。

  例1.分析下图所示电路中,开关闭合后,三盏灯的连接形式,并分析开关的作用。

  

  分析:用“电流流向法”来判断.在图甲所示的电路中,从电源的正极出发,电流依次通过了灯L1、L2和L3,电路中没有出现“分叉”,见图3的虚线所示,所以这三盏灯是串联的.在串联电路中,一个开关可以控制所有的用电器。

  

  为识别图乙所示电路的连接方式,可以先用虚线将电流通过的所有路径在图中画出来,在图中可看出,电流的流向是:

  

  由此可看出灯L1、L2和L3分别在三条支路上,所以这三盏灯是并联的。其中通过灯L1、L2的电流通过了开关S1,当开关S1断开时,灯L1、L2中没有电流通过,两灯熄灭,因此开关S1控制L1、L2两盏灯泡。开关S2在干路上,控制三盏灯。

  

  在如图所示电路中用“电流流向法”画出了图丙中的电流流向。见图4的虚线所示,电流有三条通路,且每一流线上只有一个用电器,则此电路为并联电路。开关S在干路上,控制三盏灯。

  3.使用节点法识别串并联电路

  节点法:就是在识别电路的过程中,不论导线有多长,只要其间没有电源、用电器等,导线两端点均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点。以图丙为例,具体方法:先在图中各接点处用字母表示出来,如图5所示。

  

  由“节点法”可知,导线的a端和c端看成一个点,导线的b端和d端看成一个点,这样L1、L2和L3的一端重合为一个点,另一端重合为另一个点,由此可知,该电路有三条支路,并由“电流流向法”可知,电流分三条叉,因此这个电路是三盏电灯的并联,等效电路如下图所示。

  

  “节点法”主要用于不规范的复杂电路的识别,有一定的难度。识别电路也还有其他方法,但无论什么方法都需要同学们在加强练习的基础上不断总结识别电路的技巧。

  对于电路中有三个用电器,而只有两条电流路径的情况,那么就会有一个用电器在干路上,或者有两个用电器串联在一条支路上,这个电路一定是混联。这两种情况分别如图中甲、乙所示。

  

  4. 使用拆除法识别串并联电路

  拆除法是识别较难电路的一种重要方法。它的原理就是串联电路中各用电器互相影响,拆除任何一个用电器,其他用电器中就没有电流了;而并联电路中,各用电器独立工作,互不影响,拆除任何一个或几个用电器,都不会影响其他用电器。



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