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四种方法让你轻松识别复杂电路

  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四种方法。
  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1.试画出图1所示的等效电路。
  解:设电流由A端流入,在a点分叉,b点汇合,由B端流出。支路a—R1—b和a—R2—R3(R4)—b各点电势逐次降低,两条支路的a、b两点之间电压相等,故知R3和R4并联后与R2串联,再与R1并联,等效电路如图2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2.画出图3的等效电路。
  解:先将连接a、c节点的导线缩短,并把连接b、d节点的导线伸长翻转到R3—C—R4支路外边去,如图4。
  再把连接a、C节点的导线缩成一点,把连接b、d节点的导线也缩成一点,并把R5连到节点d的导线伸长线上(图5)。由此可看出R2、R3与R4并联,再与R1和R5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3.试画出图6所示的等效电路。
  解:电流从电源正极流出过A点分为三路(AB导线可缩为一点),经外电路巡行一周,由D点流入电源负极。第一路经R1直达D点,第二路经R2到达C点,第三路经R3也到达C点,显然R2和R3接联在AC两点之间为并联。二、三络电流同汇于C点经R4到达D点,可知R2、R3并联后与R4串联,再与R1并联,如图7所示。
  四、等电势法
  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4.如图8所示,已知 R1 = R2 = R3 = R4 = 2Ω ,求A、B两点间的总电阻。
  解:设想把A、B两点分别接到电源的正负极上进行分析,A、D两点电势相等,B、C两点电势也相等,分别画成两条线段。电阻R1接在A、C两点,也即接在A、B两点;R2接在C、D两点,也即接在B、A两点;R3接在D、B两点,也即接在A、B两点,R4也接在A、B两点,可见四个电阻都接在A、B两点之间均为并联(图9)。所以,PAB=3Ω。
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