Osnovni principi poenostavljanja vezij
Kompleksna vezja v nižji srednji šoli fizične elektrike je mogoče poenostaviti z naslednjimi načeli:
☀Prvič: brez upoštevanja upora žice se predpostavlja, da je žica R ≈0. Napetost na žici, ko teče tok, je enaka nič, napetost na stikalu pa je mogoče izmeriti, ko je odprto (ni drugih prelomnih točk v vezju).
☀Drugič: Ko je stikalo zaprto, je enakovredno žici; ko je stikalo odprto, je enakovredno odprtemu vezju, ki ga je mogoče odstraniti iz dveh vozlišč vezja. Ko je stikalo zaprto in tok teče, je napetost na stikalu enaka nič, napetost na stikalu pa je mogoče izmeriti, ko je odprto (v vezju ni drugih prelomnih točk).
☀Tretjič: notranji upor ampermetra je zelo majhen. Pri analizi načina povezave vezja lahko mesto z ampermetrom obravnavamo kot žico.
☀Četrtič: notranji upor voltmetra je zelo velik. Pri analizi načina povezave vezja lahko mesto z voltmetrom obravnavamo kot odprto vezje in ga odstranimo iz dveh vozlišč vezja.
☀Peto: Kratek stik električnega aparata (upor): Ko sta električni aparat (upor) in žica (stikalo, ampermeter) povezana vzporedno, tok ne teče skozi električni aparat (kot je prikazano na spodnji sliki) , in električno napravo lahko odstranite iz dveh vozlišč vezja ( odstranite).
☀Šesto: Segment Pa drsnega reostata je v kratkem stiku z žico (kovinsko palico) in ne deluje. Po odstranitvi segmenta Pa postane slika a spodaj slika b.
☀Sedmo: analizirajte razmerje med skupnim tokom, skupno napetostjo in deljenim tokom in deljeno napetostjo v skladu s tokovnimi in napetostnimi zakoni serijskih in vzporednih tokokrogov "zaporedno deljena napetost, vzporedno povezan tok".
☀Osmo: Če je ampermeter zaporedno vezan na katero koli električno napravo, izmerite tok te električne naprave, če pa je voltmeter priključen vzporedno na katero koli električno napravo, izmerite napetost te električne naprave. Napetost, izmerjeno z voltmetrom, je mogoče oceniti z metodo zdrsa in metodo vira.
☀Devetič: Načeloma velja, da mora biti voltmeter v tokokrogu povezan vzporedno. Pri ločenem merjenju napajalne napetosti se lahko priključi neposredno na oba konca napajalnika.
Na splošno, če je voltmeter zaporedno povezan v tokokrogu, je izmerjena napetost napetost v napajalniku (za podrobnosti glejte opombe). Če je ampermeter neposredno priključen na oba konca napajalnika, bo izgorel, napajalnik pa bo v kratkem stiku, kar bo pregorelo napajalnik.
☀Desetič: Če na žici (med vozlišči) ni nobenih električnih naprav (razen stikal in ampermetrov), potem lahko vsako točko na žici obravnavamo kot točko, ki jo lahko poljubno združujemo, ločujemo, povečujemo ali zmanjšujemo. (Ta metoda se imenuje tudi metoda vozlišča) Na primer:
02
Koraki za poenostavitev vezja
☀Korak 1: Odstranite odklopljeno stikalo v skladu z zahtevami teme in obrnite zaprto stikalo v žico.
☀2. korak: Ampermeter spremenite v žico (lahko jo tudi obdržite).
☀3. korak: Odstranite voltmeter.
☀4. korak: Združite (ali prestavite) vozlišča na žici. (Ta korak se uporablja, ko je v tokokrogu veliko električnih naprav, ki so zapletene ena z drugo)
☀Korak 5: Narišite diagram enakovrednega vezja, da ugotovite, ali so električne naprave povezane zaporedno ali vzporedno.
☀Korak 6: Uporabite načeli 7 in 8 v izvirnem vezju, da presodite, kateri električni tok in napetost merita ampermeter in voltmeter.
☀Sedmi korak: Dodajte voltmeter in ampermeter v diagram enakovrednega vezja in analizirajte razmerje med vsakim ampermetrom in predstavitvijo napetosti. (sedmo načelo)
03
Izbrana predavanja na klasičnih primerih
☀Primer 1: V naslednjem diagramu vezja je po zaprtju stikala S odčitek voltmetra V1 2,5 V, odčitek V2 pa 1 V. Če je branje A2 0.2A, kakšno je branje A1? Poiščite napetost na obeh žarnicah.
slika
Analiza: 1. korak: stikalo spremenite v žico;
2. korak: spremenite ampermeter v žico;
Tretji korak je odstranitev voltmetra.
Četrti korak (izpuščen)
5. korak: Določite način električne povezave
slika
Očitno sta dve žarnici zaporedno povezani v vezju.
Korak 6: V skladu z načelom 4 vedite, da je voltmeter V2 odklopljen, tako da tok ne teče skozi A1 in je odčitek nič; glede na metodo zdrsa je znano, da je V1 priključen vzporedno z napajalnikom in izmerite napetost na obeh koncih napajalnika. V2 in L2 sta povezana vzporedno in izmeri se napetost na L2.
Korak 7: Diagram enakovrednega vezja je naslednji:
slika
Glede na diagram enakovrednega vezja je razvidno, da zahtevani I1=I2=0.2A
U1=2.5V-1V=1.5V U2=1V
slika
☀Primer 2: Kot je prikazano na sliki, je po zaprtju stikala s razmerje med naslednjimi predstavitvami napetosti in razmerje med predstavitvami toka ___.
slika
Analiza: prvi korak: stikalo spremenite v žico;
2. korak: spremenite ampermeter v žico;
Tretji korak: odstranite voltmeter; četrti korak (izpuščen);
5. korak: Določite način povezave vsake električne naprave:
slika
Korak 6: Predmete, izmerjene z ampermetrom in voltmetrom, presodite v skladu z načeloma 7 in 8 ter metodo zdrsa ali metodo odstranitve vira.
① V prvotnem vezju, če voltmeter odstranimo, lahko ugotovimo, da sta ampermetra A1 in A2 zaporedno povezana z žarnico, tako da so tokovne predstavitvene številke enake;
② Z uporabo metode zdrsa je mogoče oceniti, da V1 meri napetost na obeh koncih L1, V2 meri napetost na obeh koncih napajalnika in V3 meri napetost na obeh koncih L2.
Korak 7: Diagram enakovrednega vezja je naslednji:
slika
slika
☀Primer 3: Ko je stikalo vezja zaprto, so odčitki v1, v2 in v3 8V, 9V oziroma 4V, kakšne so torej napetosti na obeh koncih L1, L2 in L3?
slika
Zahtevano napetostno razmerje je: U2=U1 plus U3 I1=I2
Rešitev: V skladu z "Desetimi načeli, sedem korakov" lahko diagram enakovrednega vezja dobimo na naslednji način:
slika
Iz enakovrednega diagrama je mogoče dobiti naslednje enačbe:
UL1 plus UL2=8V
UL2 plus UL3=9V
UL3=4V
Rešitev: UL1=3v UL2=5v UL3=4V
slika
☀Primer 4: Kot je prikazano na sliki, je znano, da sta dve žarnici L1 in L2 povezani zaporedno, potem je pravilna presoja med tremi ampermetri (ampermetrom ali voltmetrom) v ①, ② in ③ ( )
A. ① je ampermeter, ② in ③ sta voltmetra;
B. ① in ③ sta voltmetra, ② pa ampermeter;
C. ① in ② sta ampermetra, 3 pa je voltmeter;
D. ①② in ③ sta oba ampermetra
slika
Analiza: Na to vprašanje lahko odgovorimo z metodo izločanja. Izpolnite tabele za odgovor na A
Med tremi položaji je diagram vezja "desetih načel, sedem korakov" poenostavljen na:
slika
Očitno ne ustreza naslovu.
Izpolnite tabele odgovora B na sliki, vezje je lahko poenostavljeno kot:
slika
Ta način polnjenja ustreza pomenu vprašanja.
V vezje vnesite tabele odgovora C, vezje L1 je odklopljeno, poenostavljena shema vezja pa je enaka odgovoru A, ki ne ustreza pomenu vprašanja. Izpolnite tabele odgovorov na D na sliki, napajalnik je v kratkem stiku, skozi žarnici pa ne teče tok, kar ne ustreza pomenu vprašanja. Zato izberite odgovor B.
