Osnovni principi pojednostavljenja kola
Složena kola u fizičkoj elektrici u srednjoj školi mogu se pojednostaviti sljedećim principima:
☀Prvo: zanemarujući otpor žice, pretpostavlja se da je R žica ≈0. Napon na žici sa strujom je nula, a napon na prekidaču se može mjeriti kada je on otvoren (nema drugih prekida u kolu).
☀Drugo: Kada je prekidač zatvoren, to je ekvivalentno žici; kada je prekidač otvoren, to je ekvivalentno otvorenom kolu, koji se može ukloniti iz dva čvora kola. Kada je prekidač zatvoren i struja teče, napon na prekidaču je nula, a napon na prekidaču se može mjeriti kada je otvoren (nema drugih prekida u kolu).
☀Treće: Unutrašnji otpor ampermetra je vrlo mali. Kada se analizira način povezivanja kola, mjesto sa ampermetrom može se smatrati žicom.
☀Četvrto: Unutrašnji otpor voltmetra je veoma velik. Kada se analizira način povezivanja kola, mjesto sa voltmetrom može se smatrati otvorenim krugom i uklonjeno iz dva čvora kola.
☀Peti: Kratki spoj električnog uređaja (otpor): Kada su električni uređaj (otpor) i žica (prekidač, ampermetar) povezani paralelno, struja ne prolazi kroz električni uređaj (kao što je prikazano na slici ispod) , a električni uređaj se može ukloniti iz dva čvora kola (ukloniti).
☀Šesto: Segment Pa kliznog reostata je kratko spojen žicom (metalnom šipkom) 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 kola "serijski podijeljeni napon, paralelno spojena struja".
☀Osmo: Ako je ampermetar povezan u seriju sa bilo kojim električnim uređajem, izmjerite struju tog električnog uređaja, a ako je voltmetar povezan paralelno sa bilo kojim električnim uređajem, izmjerite napon tog električnog uređaja. Napon izmjeren voltmetrom može se ocijeniti metodom klizanja i metodom izvora.
☀Deveto: U principu, voltmetar je potrebno paralelno spojiti u krug. Prilikom odvojenog mjerenja napona napajanja, može se direktno priključiti na oba kraja napajanja.
Općenito, ako je voltmetar povezan serijski u krug, izmjereni napon je napon na izvoru napajanja (pogledajte napomene za detalje). Ako je ampermetar direktno spojen na oba kraja izvora napajanja, on će izgorjeti, a napajanje će biti kratko spojeno i pregorjeti napajanje.
☀Deseto: Ako na žici (između čvorova) nema električnih uređaja (osim prekidača i ampermetara), onda se svaka tačka na žici može smatrati tačkom koja se može kombinovati, odvajati, povećavati ili smanjivati proizvoljno. (Ova metoda se također naziva metodom čvora) Na primjer:
02
Koraci pojednostavljenja kola
☀Korak 1: Uklonite isključeni prekidač u skladu sa zahtjevima teme i okrenite zatvoreni prekidač u žicu.
☀Korak 2: Pretvorite ampermetar u žicu (može se zadržati iu zavisnosti od slučaja).
☀Korak 3: Uklonite voltmetar.
☀Korak 4: Spojite (ili transponujte) čvorove na žici. (Ovaj korak se koristi kada postoji mnogo električnih uređaja u strujnom krugu i oni su međusobno zapetljani)
☀Korak 5: Nacrtajte ekvivalentnu šemu kako biste utvrdili da li su električni uređaji povezani serijski ili paralelno.
☀Korak 6: Upotrijebite principe 7 i 8 u originalnom kolu kako biste prosudili koju električnu struju i napon mjere ampermetar i voltmetar.
☀Korak 7: Dodajte voltmetar i ampermetar u ekvivalentnu šemu kola i analizirajte odnos između svakog ampermetra i prikaza napona. (Princip sedam)
03
Odabrana predavanja na klasičnim primjerima
☀Primjer 1: Na sljedećem dijagramu strujnog kola, nakon što je prekidač S zatvoren, očitavanje voltmetra V1 je 2,5V, a očitavanje V2 je 1V. Ako je očitavanje A2 0.2A, koliko je očitavanje A1? Pronađite napon na dvije sijalice.
slika
Analiza: Korak 1: Pretvorite prekidač u žicu;
Korak 2: Pretvorite ampermetar u žicu;
Treći korak je uklanjanje voltmetra.
Četvrti korak (izostavljeno)
Korak 5: Odredite način električnog povezivanja
slika
Očigledno, dvije sijalice su spojene serijski u krug.
Korak 6: Prema principu 4, znajte da je voltmetar V2 isključen, tako da nema struje koja teče kroz A1, a očitavanje je nula; prema slip metodi, poznato je da je V1 spojen paralelno sa napajanjem, te mjeri napon na oba kraja napajanja. V2 i L2 su spojeni paralelno, a napon na L2 se mjeri.
Korak 7: Ekvivalentna shema kola je kako slijedi:
slika
Prema ekvivalentnoj shemi kola, može se vidjeti da je traženi I1=I2=0.2A
U1=2.5V-1V=1.5V U2=1V
slika
☀Primjer 2: Kao što je prikazano na slici, nakon što je prekidač s zatvoren, odnos između sljedećih prikaza napona je, a odnos između trenutnih reprezentacija je ___.
slika
Analiza: prvi korak: okrenite prekidač 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 mjerene ampermetrom i voltmetrom prema principima 7 i 8 i metodi klizanja ili metodi uklanjanja izvora.
① U originalnom kolu, ako se voltmetar ukloni, može se naći da su ampermetri A1 i A2 povezani u seriju sa sijalicom, tako da su brojevi trenutne reprezentacije jednaki;
② Koristeći metodu klizanja, može se ocijeniti 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: Ekvivalentna shema kola je kako slijedi:
slika
slika
☀Primjer 3: Nakon što je sklopka zatvorena, očitavanja v1, v2 i v3 su 8V, 9V, odnosno 4V, 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", ekvivalentna shema kola može se dobiti na sljedeći način:
slika
Iz ekvivalentnog dijagrama mogu se dobiti sljedeće jednačine:
UL1 plus UL2=8V
UL2 plus UL3=9V
UL{0}}V
Rješenje: UL1=3v UL2=5v UL3=4V
slika
☀Primjer 4: Kao što je prikazano na slici, poznato je da su dvije sijalice L1 i L2 povezane u seriju, tada je ispravna 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 oba ampermetri
slika
Analiza: Na ovo pitanje se može odgovoriti metodom eliminacije. Popunite tabele za odgovor na A
Među tri pozicije, prema "deset principa, sedam koraka" dijagram kola je pojednostavljen na:
slika
Očigledno, ne odgovara naslovu.
Popunite tabele odgovora B u sliku, krug se može pojednostaviti kao:
slika
Ovaj način popunjavanja odgovara značenju pitanja.
Popunite tabele odgovora C u kolo, kolo L1 je isključeno, a pojednostavljena šema je ista kao odgovor A, što ne odgovara značenju pitanja. Popunite tabele odgovora na D na slici, napajanje je kratko spojeno, a kroz dve sijalice ne teče struja, što ne odgovara značenju pitanja. Zato izaberite odgovor B.
