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电路基础知识
电路基础知识及应用
──电路工作状态分析
电路的基础知识包括,电路的组成,电路的状态,电路的连接关系等,是我们分析电路工作状态的基础。
只有能看懂电路,会正确判断电路的连接方式,才能进一步对电路进行分析和计算。
一、电路分析的基础知识
电 流在电路中电荷的定向移动,电流常用I表示。
电流分直流和交流两种。
电流的大小和方向不随时间变化的叫做直流。
电流的大小和方向随时间变化的叫做交流。
电流的单位是安(A),也常用毫安(mA)或者微安(uA)做单位。
1A=1000mA,1mA=1000uA。
电流可以用电流表测量。
测量的时候,把电流表串联在电路中,要选择电流表指针接近满偏转的量程。
这样可以防止电流过大而损坏电流表。
电 压 河水之所以能够流动,是因为有水位差;电荷之所以能够流动,是因为有电位差。
电位差也就是电压。
电压是形成电流的原因。
在电路中,电压常用U表示。
电压的单位是伏(V),也常用毫伏(mV)或者微伏(uV)做单位。
1V=1000mV,1mV=1000uV。
电压可以用电压表测量。
测量的时候,把电压表并联在电路上,要选择电压表指针接近满偏转的量程。
如果电路上的电压大小估计不出来,要先用大的量程,粗略测量后再用合适的量程。
这样可以防止由于电压过大而损坏电压表。
1.电路的组成
一个正确的电路应该有下列基本组成部分组成。
电源、用电器、开关和导线。
电源起着把其他形式的能量转化为电能并提供电能的作用;导线起着连接电路元件和把电能输送给用电器的作用;开关控制电能的输送(电流的通断);用电器将电能转化为其他形式的能量。
如果一个电路缺少了这四个基本组成部分中的一部分,这个电路就不能工作或错误或存在危险(短路)。
2.电路的三种状态
(1)通路:
接通的电路。
特征:
电路中有电流而且用电器正常工作。
(2)开路:
断开的电路。
特征:
电路中无电流,用电器不能工作。
(3)短路:
定义:
电源两端或用电器两端直接用导线连接起来(电流不经过用电器)。
特征:
电源短路,电路中有很大的电流,可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。
并联电路中,一旦一个支路发生短路,整个电路就短路了。
开路和通路是电路的常见状态,比如,电灯的亮和灭。
而短路是错误的危险状态,是绝对应该避免的。
3.串联电路中的局部短路
在串联电路中,由于某种原因或实际需要,使电路中的某个用电器发生短路,而其它用电器仍然工作的电路。
如图所示电路中,当开关S闭合时,L1发生短路,L2仍有电流通过,可以发光。
画图时元件位置安排要适当,分布要均匀,分布要均匀,元件不要画在拐角处。
整个电路图最好呈长方形,有棱有角,导线要横平竖直。
(尺规作图)
4.电路的连接方式
电路的串联和并联是初步阶段必须掌握的电学知识,是进行电路分析和计算的基础。
(1)电路连接方式的比较。
串 联
并 联
定 义
把元件首尾相连逐个顺次连接起来的电路
把元件首首尾尾并列的连接起来的电路
结构特征
电路中只有一条电流路径,没有分支。
电路中有分支(有分开的点和会合的点),电流路径至少有两条,
工作特征
各用电器相互影响,一处段开所有用电器都停止工作。
各支路中的用电器独立工作,互不影响。
开 关
作 用
控制整个电路
干路中的开关控制整个电路。
支路中的开关控制该支路。
电路图
实 例
装饰小彩灯、开关和用电器
家庭中各用电器、各盏路灯
(2)判断电路串联、并联的常用方法。
基于初步阶段的学习要求,仅介绍以下常用的判断方法,在实践中可选择适合自己的方法熟练掌握。
①定义法:
将用电器接线柱编号,电流流入端为“首”,电流流出端为“尾”。
观察各用电器,若“首→尾→首→尾”连接为串联;若“首→首”、“尾→尾”相连,为并联。
②结构特征分析法:
在有电路图或实物连接图的情况下,识别电路时,可沿着电流方向分析:
电源正极→各用电器→电源负极。
若途中无节点(分叉点),电流沿着一条路径前进不分流,该电路中用电器是串联关系;若电路有节点,电流在某一处分开,在另一处又合在一起,这些用电器就是并联关系。
③工作特征分析法:
去掉任意一个用电器,若另一个用电器也不工作,则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作,则这两个用电器为并联。
在看不到电路图或电路实物图情况下(如路灯、家庭电路),可根据用电器的工作特征判断连接情况。
二、应用举例
1.如图1所示电路中,当开关S1、S2均闭合后,说法正确的是( )
A.L1、L2都能发光
B.L1、L2都不能发光
C.Ll能发光,L2不能发光
D.Ll不能发光,L2能发光
分析:
当S1断开,S2闭合时,L1、L2是并联连接关系;当S1闭合时,L1发生短路。
因为是并联电路,一处发生短路,整个电路就处于短路状态,所以,L1、L2都不能发光,B正确。
2.如图2所示,当开关S闭合时,两只小灯泡能同时发光的正确电路是( )
分析:
在四个电路中,在A电路中,两盏电灯串联,开关S与一盏电灯并联,当开关闭合时,与开关并联的电灯就发生局部短路,所以,开关闭合后,只有一盏灯亮。
B电路中,是开关串联在电路中的串联电路,开关闭合后,电路是通路,所以,两盏串联的电灯都会发光,B正确。
C电路中,没有电源,是一个电路基本组成部分都不完全的错误的电路。
D电路中,两盏灯并联,S闭合时,两灯都会发光,但一盏灯没有开关控制,它是不符合电路基本连接要求的。
3.如图所示是一把既能吹冷风,又能吹热风的电吹风的简化电路,图中A是吹风机,B是电热丝。
将插头插入插座,若只闭合开关S1,电吹风吹出的是____风;若将开关S1、S2都闭合,电吹风吹出的是____风。
(填“热”或“冷”)
分析:
该装置中,吹风机和发热丝是并联连接关系,S1是干路开关,它一闭合,吹风机就开始工作,吹出冷风;只有当S1、S2同时闭合时,电热丝才能和吹风机同时工作,吹出热风。
所以,答案是:
冷、热。
进一步分析:
既然吹风机和发热丝是并联连接关系,为什么不给它们各安装一个开关分别控制呢?
因为,电热丝是不能单独工作的。
若单独工作,产生的热量不能及时散发出去,吹风机的内部温度会很高,会烧坏吹风机的外壳,甚至带来危险。
所以,这样设计,就可以避免电热丝的单独工作,使电吹风机既可以吹出冷风,又可以吹出热风。
4.如图所示电路中,当________闭合时,L1、L2并联;当_________闭合时,电路会发生短路,损坏电源。
分析:
本题考查串联、并联和短路的知识。
只闭合S2时,L1、L2串联;S2断开,同时闭合S1、S3时,L1、L2并联;S1断开,同时闭合S2、S3时,电路发生短路。
答案:
S1S3,S2S3
五、
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