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怎么设计电路图?简单基础电路图设计讲解

电工电气学习2020-11-14 15:41:22

能够利用学习过物理知识解释问题只是掌握知识的第一步,更高的阶段就是利用学过的物理知识解决问题或创造,电路设计题就是锻炼我们同学们的智慧了。当然,有法可寻。首先,要会识别电路是串联、并联、还是局短(短接),当然只限2个用电器的情况。闭合所有开关,用电器都工作,电路一定是串联或并联;只有一个用电器工作,电路一定是局部短路,因为不工作的用电器被闭合的开关短路了。串联和并联的识别可以用以下方法:(1)定义法:分析电路中用电器的连接方法,如果电路中各用电器是逐个顺次连接起来的,且用电器互相影响的电路就是串联电路;如果用电器并列连接起来接在电路两点之间(首相连,尾相连),且各自能独立工作,互不影响的电路就是并联电路.(2)电流法:让电流从电源正极流出,电流只有一条路径通过各用电器回到电源负极,途中不分流,这个电路一定是串联;若电流在某处分成几条支路,且每条支路上只有一个用电器,再在某点处汇成一股电流,则这几个用电器就是并联.(3)拆除法:拆除法是识别较复杂的电路的一种重要方法.因为在串联电路中各用电器互相影响,并联电路中各用电器互不影响,因此在串联电路中,拆除任何一个用电器,其他用电器就没有电流通过无法工作;在并联电路中,拆除任何一个用电器,其他用电器中仍有电流通过可正常工作.拆除法就是根据这两点,逐个拆除电路中的用电器,根据电路中其他用电器中有无电流通过来识别电路的连接方式.(4)短路法:用导线将某一用电器短路,若其他用电器仍能工作,这几个用电器是串联;若其他用电器都不能工作,则这几个用电器是并联.(5)节点法:在识别不规范的电路时,不论导线有多长,只要这两点间没有电流、用电器,导线两端点就可以看成同一点,从而找出各用电器两端的公共点.

设计电路时,首先要注意用电器与用电器间的连接关系:一个用电器的断开与闭合,如果影响另一个用电器的通断,则这两个用电器之间是串联连接的,否则,这两个用电器之间是并联连接的。用电器之间的连接关系是对整个电路整体结构的把握,所以在设计电路时要首先明确。其次要注意开关与用电器间的关系:开关闭合用电器工作,开关断开用电器不工作,则开关与用电器间一定是串联连接的,不过这个时候,开关可能串联在用电器所在的支路上,也可能在干路上,两者的区别在于:在支路上的开关只会影响开关所在支路用电器的通断,而在干路上的开关却还会影响其他支路用电器的工作,或影响整个电路的通断。明确了用电器与用电器之间的关系、开关与用电器之间的关系,则可以试着画出电路图,再根据已知条件修改和完善,直至完全符合题设条件。

例1. 现有一个电池组、两个开关(S1及S2)和两盏电灯(L1及L2),请你设计一个电路。要求:S1闭合时L1亮,L2不亮;S2闭合时L2亮,L1不亮。

解析:由题目的条件可知,闭合S1时L1就亮;闭合S2时L2就亮,两灯互不影响,据此可知L1、L2是并联连接的,同时S1与L1串联,S2与L2串联,两开关各在一条支路上。电路如图1所示。

例2. 实验室里有一个电池组,两只小灯泡L1和L2,两个开关S1和S2,导线若干。请你设计一个电路,要求:当S1和S2都闭合时,两灯均发光;若只闭合S1,则仅L1发光;断开S1闭合S2时两灯均不发光,试画出符合要求的电路图。

解析:只闭合S1时,L1能发光,说明L1和L2是并联连接的,断开S1闭合S2时两灯均不发光,说明S1是在干路上的开关,S2是控制支路的开关,因为L1只受S1控制,所以S2是控制L2所在支路的开关,这样符合上述要求的电路如图2所示。

图2

例3. 给你下列器材:一个低压电池组、一只小灯泡、一只开关、一只电铃和若干细导线,请你设计一自动放养奶牛的装置图。要求:用细线将牛群围住,合上开关后,当牛在圈内吃草时,小屋内灯亮而铃不响;当有牛碰断了细导线到圈外时,电铃便会响起来,放牛的人能及时发现。

解析:开关闭合灯亮,则开关与灯是串联连接的;线断铃响,则碰断的线与铃是并联的。碰断线时,开关仍闭合,电铃响,则说明整个电路仍是通路。因为电铃被短接了,若电铃与灯是并联连接,则整个电路会短路,所以电铃与灯只能是串联连接。这样符合上述要求的电路应是如图3所示,再根据题目的要求画出更合题意的电路图,如图4所示。

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