等效電路

等效電路又稱“等值電路”。在同樣給定條件下，可代替另一電路且對外性能不變的電路。電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的電磁過程可用其相應(yīng)的等效電路來分析研究。

等效電路是將一個復(fù)雜的電路，通過電阻等效、電容等效，電源等效等方法，化簡成具有與原電路功能相同的簡單電路。這個簡單的電路，稱作原復(fù)雜電路的等效電路 。

等效電路圖的畫法步驟

1、認(rèn)真審題，在草稿紙上畫出原圖，并把開關(guān)的狀態(tài)、滑動變阻器的滑片所處的位置依題意畫下；

2、根據(jù)電流路徑的優(yōu)先走法，把沒有電流經(jīng)過的元件用橡皮擦擦掉，同時將斷開的開關(guān)及與其串聯(lián)的元件與擦掉，閉合的開關(guān)用導(dǎo)線代替；

3、正確分析電路的連接方式，明確電流表測哪部分電路的電流，電壓表測誰的電壓，再將電路圖整理，即畫出了等效電路圖；

4、把已知條件盡可能標(biāo)注在等效電路圖上；

5、找出所求的物理量與哪個等效圖對應(yīng)，然后根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，特別注意電源電壓不變，定值電阻的阻值不變，正確運(yùn)用電學(xué)公式來分析解答。

等效電路畫圖的技巧

第一種方法叫首尾相接法，如果是全都是首尾相連就一定是串聯(lián)，如果是首首相連，尾尾相接，就一定是并聯(lián)。如果是既有首尾相連，又有首首相連，則一定是混聯(lián)。

第二種方法叫電流流向法，根據(jù)電流的流向，來判斷和串并聯(lián)的特點(diǎn)，來判斷串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路。

第三種方法，叫手捂法，含義是任意去掉一個用電器，其他用電器都不能工作的一定是串聯(lián)；任意去掉一個用電器，其他用電器都能工作就一定是并聯(lián)；任意去掉一個用電器，其他用電器部分能工作的一定是混聯(lián)。

第四種方法，叫節(jié)點(diǎn)法

1、標(biāo)出等勢點(diǎn)。依次找出各個等勢點(diǎn)，并從高電勢點(diǎn)到低電勢點(diǎn)順次標(biāo)清各等勢點(diǎn)字母。

2、捏合等勢點(diǎn)畫草圖。即把幾個電勢相同的等勢點(diǎn)拉到一起，合為一點(diǎn)，然后假想提起該點(diǎn)“抖動”一下，以理順從該點(diǎn)向下一個節(jié)點(diǎn)電流方向相同的電阻，這樣逐點(diǎn)依次畫出草圖。畫圖時要注意標(biāo)出在每個等勢點(diǎn)處電流“兵分幾路”及與下一個節(jié)點(diǎn)的聯(lián)接關(guān)系。

3、 整理電路圖。要注意等勢點(diǎn)、電阻序號與原圖一一對應(yīng)，整理后的等效電路圖力求規(guī)范，以便計算。

等效電路圖的八種畫法詳解

1、伸縮導(dǎo)線法

若導(dǎo)線上兩點(diǎn)間無用電器連接，則可將這兩點(diǎn)間的導(dǎo)線伸長或縮短，甚至可縮成一點(diǎn)。

例1：把圖1電路改畫成串。并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

解析：因B與D兩點(diǎn).A與C兩點(diǎn)間無用電器，故可將BD、AC導(dǎo)線縮短：先將導(dǎo)線BD縮成一點(diǎn)得圖2電路，再將導(dǎo)線AC縮成一點(diǎn)得圖3電路，最后經(jīng)處理可得等效電路如圖4.

2、拽拉導(dǎo)線法

將電路中的連接點(diǎn)向上向下、向左向右拽拉，再經(jīng)處理即可得串、并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

例2 ：把圖5電路改畫成串。并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。解析 將A點(diǎn)先向上拉再向左拉，將B點(diǎn)先向下拉再向右拉得圖6電路;再經(jīng)處理可得圖7即題中所求電路。

3、合并節(jié)點(diǎn)法

不論導(dǎo)線有多長，只要其間沒有連接電源、用電器，則導(dǎo)線兩端點(diǎn)都可看成一點(diǎn)，從而找出各用電器兩端的公共點(diǎn)。此法可用于識別不規(guī)范的電路。

例3：把圖8電路改畫成串、并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

解析：因AC和BD兩導(dǎo)線上都沒有連接用電器，故可把AC和BD導(dǎo)線看作A和B兩個點(diǎn)處理;進(jìn)而可知四個電阻并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)之間，將這四個電阻并聯(lián)接在A、B兩點(diǎn)之間、使其作為電阻公共點(diǎn)即可得圖10所示題中所求電路。

4、移動節(jié)點(diǎn)法

一個節(jié)點(diǎn)可從導(dǎo)線上的一處移到另一處，但不可越過電源、用電器。

例4：把圖11電路改畫成串、并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

解析：將節(jié)點(diǎn)A向左移到左側(cè)導(dǎo)線上，將節(jié)點(diǎn)B向右移到右側(cè)導(dǎo)線上，所得圖12電路即題中所求。

例5 ：將圖13電路改畫成申、并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

解析 將節(jié)點(diǎn)A向上移，將節(jié)點(diǎn)B向下移，得圖14電路即為圖中所求。

5、元件拆除法

拆除法是識別較復(fù)雜電路的一種重要方法：

串聯(lián)電路一拆除一段電路上的用電器后，其他路段上的用電器不能正常工作。

并聯(lián)電路---拆除其中一條支路上的用電器后，其他支路上的用電器仍能正常工作。

例6：把圖15電路改畫成串、并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

解析：L1拆除后得圖16電路：L2拆除后得圖17電路：L3拆除后得圖18電路：分析三 圖可知，無論拆除哪個燈泡其余燈泡均可正常發(fā)光，因此三燈是并聯(lián)關(guān)系，再接著畫等效電路圖就不難了。

6、簡化電路法

把斷開的開關(guān)或被短路的用電器去掉的方法叫簡化電路法。

例7：把圖19電路改畫成串、并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

解析：去掉S.L3簡化后得圖20電路，拉拽導(dǎo)線后得圖21電路即為所求。

7、電表摘補(bǔ)法

對于有電表的電路可采取電表摘補(bǔ)法分析：把電壓表換文字內(nèi)容連接處看成斷路，電流表連接處看作一根導(dǎo)線。由于導(dǎo)線、開關(guān)、電流表的阻值很小，所以在電路中可以把電壓表兩端導(dǎo)線在電路中進(jìn)行等效移動，在移動中電壓表兩端導(dǎo)線可以跨過電路中任何導(dǎo)線、開關(guān)、電流表等電阻值很小的元件，而幾乎不影響電壓表的讀數(shù)。

例8：把圖22電路改畫成串、并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

解析：電壓表處看成斷路，電流表處看作一根導(dǎo)線，摘掉電壓表和電流表，得圖23電路;將導(dǎo)線拉直，再補(bǔ)接上電壓表和電流表所得圖24電路即為所求。

用電壓表測電壓時測的是電路兩端電壓，但在某些接有電壓表的電路中電壓表測的究竟是哪部分電路的電壓，有部分學(xué)生始終弄不明白，這一問題也可以用畫等效電路圖的方法來解決。

8、電流走向法

按電流的分流走向、用電器連接的先后關(guān)系，改畫電路圖的方法叫電流走向法。

例9 ：把圖25電路改畫成串、并聯(lián)關(guān)系明顯的等效電路。

解析 ：電流從電源正極流出通過A點(diǎn)后分為三路（AB導(dǎo)線可縮為一點(diǎn)），經(jīng)外電路巡行一周由D點(diǎn)流人電源負(fù)極。第一路經(jīng)R直達(dá)D點(diǎn);第二路經(jīng)R2到達(dá)C點(diǎn)，第三路經(jīng)R也到達(dá)C點(diǎn)，顯然R2和R，在AC兩點(diǎn)之間為并聯(lián)關(guān)系;第二、三路匯合于C點(diǎn)經(jīng)R，到達(dá)D點(diǎn)，可知Rz、R并聯(lián)后與R，串聯(lián)，再與R，并聯(lián)，所得圖26所示電路即為題中所求.

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