并联电路十篇

时间:2023-04-05 23:32:55

并联电路

并联电路篇1

首先我们应该明确什么是串、并联电路以及串、并联电路的特征.所谓串联是指把电路元件逐个顺次连接起来的方式.串联电路的工作特点是:当开关闭合,形成通路时,电流从电源正极流出,只有一条通道,那就是沿着导线逐个顺次通过每个用电器,最后流回电源的负极.此时整个电路中的用电器都在工作.而只要电路中某处断开了,电路就会形成断路,电路中的用电器将全部停止工作.可见,开关在串联电路里是同时控制着所有电路元件的:开关闭合――通路――用电器都工作;开关断开――断路――用电器都不工作.而且无论开关接在电路中的何处,其对电路的控制作用都是相同的.电路中任一用电器如果毁坏造成断路,那么电路中所有的用电器便“集体罢工”了,由此可见,串联电路中,用电器的工作是相互影响的.

把电路元件并列接在两点间的方法,叫并联.并联电路的工作特点是:电流自电源正极出发,到达用电器并接处,就分为几条叉道(称为支路),干路电流就分成几条支路电流.每条支路电流分别通过支路中的用电器,在另一并接处汇合后流回电源负极.电流在电路里经历干流――各支路分流――重又汇合为干流的过程.所以接在干路上的开关可以控制整个电路的通断,而支路开关只能控制它所在支路的通断.并联电路里的用电器的工作是相互独立、互不干扰的.也就是说一条支路中的用电器的工作与否是不受其他支路影响的,而它也不能对其他支路产生影响和干扰.明确了串、并联电路的特点后,我们就可以从不同的角度来识别串、并联电路了.

1.定义法根据串并联电路的定义来分析.如果电路中的各元件逐个顺次连接,也就是说第一个用电器的尾端和第二个用电器的首端连接,第二个用电器的尾端和第三个用电器的首端连接,以此类推(即“首尾相连”),则电路为串联电路.若把电路元件并列连接到电路两点之间,也就是把几个用电器的首端和首端,尾端和尾端分别接在一起(即“首首相接,尾尾相连”),再连入电路的两点之间.则电路就是并联电路.因此要想分清电路的串联或并联,只要抓住关键“电路元件的连接方式”进行分析即可做出正确判断.如图1-A中的两灯泡是首尾相连,为串联,图1-B中的两个灯泡是“首首相接,尾尾相连”,为并联.

例1图2中,属于串联电路的图是_______,属于并联电路的图是_______.

解析 (a)图电路为典型的串联电路.

(b)图中,电池组与开关S串联组成干路,灯L1、L2分别组成支路,并列地接在电路干路两端,为典型的并联电路.

(c)图中,虽然连接导线拐了几道弯,但我们避开干扰,仍然可以分辨出灯L1L2是逐个顺次连接在电路中的,为串联电路.

(d)图中,虽然灯L1所在电路(严格说是支路)拐了两道弯,且有导线相交现象出现,但导线是相交不相连的,且灯L1与L2仍是并列接在电池组和开关串联而成的干路两端,仍为并联电路.

(e)图中,灯L1与L2的连接情况与图(d)中情况相似,为并联电路.

(f)图中,导线在连接电池组、开关和灯L1、L2的过程中,尽管扭了个“麻花”,而且导线还相交了,但仔细观察后发现,相交的导线是不相连的,灯L1、L2也是逐个顺次接入电路的,为串联电路.

2.电流法

电流法是识别串、并联电路最常用的方法.根据串联电路和并联电路的连接特点,闭合开关后,在串联电路中,电流由电源正极出发(在电路图中电流方向可用箭头标出)后,逐个顺次通过各电路元件后,流回电源负极,即电流只沿一条路径,通过所有元件或用电器,途中不分流,不存在叉路.而在并联电路中,电流由电源正极出发至某处,立即分成几股分支电流(故此处又叫分支点),分别通过各电路元件后在另一分支点处再汇合在一起,流回电源负极,存在着“分流点”和“合流点”.

因此,要判断电路是串联还是并联,只要重点分析整个电路电流是否分成几股电流即可.同一股电流所流经的几个元件为串联(如图3-A所示).电流在某一点分叉,即一股电流(如干路电流)分成几股电流(支路电流),再在另一点重新汇合成一股电流,这几股电流分别通过的元件为并联(如图3-B所示).

例2试判断图3中灯泡的连接方式.

解析 图4甲中电流从正极流向负极只有一条通路,故甲、乙两灯为串联.在图4乙中,电流从电源的正极流向负极有两条路径,A为分流点,B为合流点,故丙、丁两只灯为并联.

3.断路法(或拆除法)

这是识别较难电路的一种重要方法.该种方法的原理是:根据串联电路的特点,只有一条电流路径,电流是逐一经过各个电路元件的,只要任何一个电路元件或连接导线上任何一处断路,其他电路元件中就都没有电流通过,整个电路就不工作.并联电路的特点是:有两条以上的电流路径,各电路元件独立工作,互不影响,且任一条电路元件的通断不影响其他元件的工作.判断、区别的方法是:几个元件中任何一个元件断路(如将电路中任一元件拆除),其他元件中就都没有电流流过的电路是串联电路,如图5-A,将L1拆除后,L2也没有电流通过,也不能亮了,为串联;几个元件中任何一个元件断路(如将任一元件拆除),其他各元件中仍有电流通过的电路是并联电路,如图5-B将L2拆除后,L1仍有电流通过,仍然发光,为并联.

例3 在图6中的四个电路中,两个灯泡属于串联的是().

解析 串联电路中,如果我们取下一个用电器,则其他用电器都将不工作了.我们来看一下哪个电路符合这一特征.A中拆除一只灯泡,另一只仍有电流通过,仍能发光,A是并联电路,不是串联的;B中拆除一只灯泡,另一只也不工作,是串联电路;C中拆除一只灯泡,另一只中仍有电流通过,仍可发光,为并联电路.同样道理D中电路也为并联电路.

4.节点法:(几条相交的连接点叫做节点)

所谓“节点法”就是在识别不规范电路的过程中,不论导线有多长,只要中间没有电源、用电器等,则导线两端点均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点,它的最大特点是通过任意拉长和缩短导线达到简化电路的目的.

例5试判断图7中三个灯泡的连接方式.

解析在如图8所示的电路中先定节点.把各节点分别用不同的符号A、B、C、D表示(如图8-甲所示);然后把共线(线中没有用电器)的点移动到同一位置:将A点移至B点、将C点移至D点,如图8-乙所示;这样,从电源正极流出的电流在节点B(A)分成三条支路,分别流到三个灯泡L1、L2、L3上,再在节点D(C)汇合后,回到电源负极,显然灯L1、L2、L3是并联在B(A)、D(C)两点之间,三只灯泡并联,画出等效电路图如图8―丙所示.

同学们不妨尝试用“节点法”来判断例4中三只灯泡的连接方式.相信同样可以得到正确的结论.

5.去表法

在电学实验中,我们经常要使用电流表和电压表.在有电流表、电压表接入的电路中,由于电流表和电压表的存在,会给我们的判断带来困难,因而在进行正式的电路判断之前,应先将电流表、电压表拆除,以简化电路.其方法是:由于电流表的电阻很小,因此将电流表拆去时,只要将连接电流表的两条线的端点直接相连(也可把电流表看作闭合的开关或导线);而电压表的电阻很大,将电压表拆去时,只要将电压表所在支路直接拆去(也可把电压表看作断开的开关).经过去表,图9处理成图10,两灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测L2两端的电压.

图11经过去表法处理后成图12所示电路,易看出两灯泡并联,电压表V测并联电路两端的电压,电流表A1测干路中的电流,A2测通过灯L2的电流.

并联电路篇2

关键词:电学;串联电路;并联电路

在初中教学过程中电学部分是学生学习的重点和难点,我经常听到学生在抱怨电学不好学,在毕业的两届学生中每次考试都能发现学生电学部分得分率不高,其原因有二:一是学生在学习电学部分和力、热、声、光不同,力、热、声、光在学生平时的生活中都有接触,学生容易理解,而电对学生来说看不到,又不敢摸,也摸不到,学生不容易理解。二是学生对串并联电路不会识别,也不是很理解电路学部分的一个重要原因。

在教学中,我们对串、并联电路的识别经常采用:

1.定义法(适用于较简单的电路)

在教学中我发现这种方法在做题和应用时遇到稍微难一点的电路,学生就不会判断。

2.电流流向法(最常用的方法)

这种方法虽然最常用,只是有些学生在用的过程中当出现混联的复合电路,学生就不知道哪一部分是串联,哪一部分是并联。

3.拆除法(识别较难电路)

这种方法在教学过程中我发现学生很难接受,是很容易理解,拆除一个用电器学生主要还是不知道有什么用,所以在教学和作业过程中很少用到。

4.节点法(识别不规范电路)

这种方法在有一部分学生可以理解,弊端在于学生在找等效点时容易看错等效点,导致判断错误。

5.等效电路法(用于复杂电路)

综合上述方法通过移动、拉长、缩短导线,把它画成规则的电路――等效电路。

此方法在教学中基本不用,因为初中学生对等效电路的改画非常不容易理解,很少有学生能把复杂电路改画成常见的电路,所以这种方法在初中教学过程中一般不作为重点教给学生。

而我要讲的新方法就是用数字1和2在用电器上标出电流流入的一端和电流流出的一端,这样学生就会很快、很准确地判断出眼前的电路是串联电路还是并联电路,比如学生面对一个电路图,只要能够在电路图的用电器上,电流流入的一端标上1,电流流出的一端标上2,那么我们发现电流从1流入从2流出,如果从2流出的电流紧接着流向下一个用电器的1,这样只要是2与下一用电器的1连接就是串联电路。如果电流从2流出可以直接回到电源的负极,那么这样的电路就是并联电路。如图所示

采用上述方法这时我们很容易就判断出图3为并联电路,图4为串联电路。对于一些复杂电路学生识别起来也比较容易了,只要掌握了上述方法,就能够很好地识别串、并联电路,这样可以利用串并联电路的特点来解决实际问题和处理试题的相关问题了。

如图5所示:

根据上述方法我们可以清楚地看到,电阻R2的电流流入的一端我们标出1,流出的一端我们标出2,电阻R3的电流流入的一端我们仍然标出1,流出的一端标出2,这样我们就可以知道这两个电阻1与1可以同时回到电源的正极,2与2汇聚到一点同时与电阻R1的1链接,2与1链接说明是串联的关系,再从R1的2出来回到电源的负极,则说明R2与R3是并联的关系,然后与R1串联,这样就构成了一个复合电路。

并联电路篇3

1、串联电路的总功率等于各段电路的功率之和。

2、各段电路的电功率跟各段电路的电阻成正比。

并联电路中电功率的关系:

1、并联电路的总功率等于各支路的功率之和。

并联电路篇4

1 定义法

若电路中的各元件是逐个顺次、首尾相连接的,则电路为串联电路(图1);若各元件“首首相接,尾尾相连”并列地连在电路两点之间,则电路就是并联电路(图2).该方法针对一些简单、规则的电路是行之有效的,也是其他方法的基础.

2 跟踪电流法

跟踪电流法是电路识别中最常用的方法.在识别电路时,让电流从电源的正极出发经过各用电器回到电源的负极,途中不分流,即电路不分岔,始终是一条路径者,为串联(图3);如果电流从电源的正极出发在某处分为几条支路,即电路分岔,最终电流又重新汇合到一起回到电源的负极,像这样的电路为并联(图4).

3 节点法(整容法)

节点法就是在识别不规范电路时,不论导线有多长,只要其间没有电源、用电器,则导线上任意位置均看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点,进而判断是串联还是并联.该方法的最大特点是通过任意拉长和缩短导线,使复杂不规范的电路通过“整容”变为简单、规则的电路.如图5所示电路,a、b、c在同一根导线上,这段导线间又没有用电器和电源,所以把这三点看为同一个点,这点接在电源负极上;同样d、e、f其实也视为同一点,该点接在电源正极上.“整容”后的电路图如图6所示,一目了然,三灯泡并联.

4 拆除法(毁容法)

拆除法是识别较难电路的一种重要方法.其原理就是串联电路中各用电器互相影响,拆除任何一个用电器,其他用电器就不能工作了;而并联电路中,各用电器独立工作,互不影响,拆除任何一个或几个用电器,都不会影响其他用电器.如图7所示电路,任意拆除其中两个灯泡,都不影响第三个灯泡(如图8、图9、图10电路),故该电路为并联.该方法就是通过对电路“毁容”使较难的电路简单化,再根据串并联电路的特征来判断电路的连接方式.

5 去表法

并联电路篇5

关键词:真空断路器;并联电容器;过电压;分析

由于国民经济与科学技术的快速发展,变电站中的真空断路器在变电站中具有至关重要的作用。在真空断路器中投入并联电容器,不但能够保证真空断路系统中的设备能够正常运行,还能够有效减轻工作人员的工作效率,提高其工作效率。基于此,本文主要研究真空断路器投入并联电容器过电压,从而保C真空断路器能够更好的发展。

1并联电容器在真空断路器中的重要作用

在真空断路器中在真空断路器中投入并联断路器,能够减少管线中的电阻,控制真空断路系统中的电流与电压,满足真空断路器中的自动跟踪与补偿要求,减小电路中的电阻,保证真空断路系统中的各项工作能够顺利进行,从而提高了企业的经济效益。除此之外,在真空断路器中投入并联电容器,能够有效保证电路系统的正常运行,确保真空断路系统输出电压的准确性。

2真空断路中投入并联电容器过程中遇到的问题

在真空断路中,投入并联电容器过程中会遇到很多问题,其中,最主要问题就是工作人员对其工作没有足够的重视。由于并联电容器施工人员的知识水平有限,他们在实际施工中,对其工作没有足够的重视,在一定程度上降低了真空断路系统的运行效率。要想有效改善这种状况,需要变电站中的管理人员定期对并联电容器施工人员进行培训,在培训的过程中,可以向他们提问,采用提问的方式,能够知道施工人员在实际工作中经常遇到的问题,然后采取有效措施解决,从而保证并联电容器安装工作能够顺利进行。

3真空断路器中投入并联电容器的合闸弹跳过电压分析

3.1合闸时电流没有超过零点

在真空断路器合闸过程中,如果合闸时电流没有超过零点,即使触头已经弹开,断路中的电流依然会继续运行,电容器系统仍然保持畅通状态。电力企业中的工作人员在实际工作中,160真空断路器应该在整个系统运行开始后的0.1215s时合闸,电路中的母线电流与整个系统运行电流成正比。当母线电流与系统线路电流都能够正常运行时,合闸电压可能会产生小波动,并且波动幅度比较小,母线与线路串联电压幅值应该是10.325KV,用标值表示为1.25。当然,在合闸时,如果电流没有超过零点,还会产生合闸电流,最高的合闸电流幅值应该是10256A,是额定电压的2.23倍。

要想有效保证真空断路能够正常运行,如果合闸时电流没有超过零点,工作人员可以在断路中安装并联电容器,将线路中产生的电阻有效屏蔽,提高整个电路的运行效率。在真空断路中安装并联电容器,能够有效抑制电阻的产生,保证电力企业中的线路能够正常运行。同时,也可以在真空断路中安装避雷器,由于避雷器的体积比较小、使用方便、成本低等特点,目前,已经被工作人员广泛应用到真空断路中。但是,在实际工作中,相关工作人员在真空断路中采用并联电容器时,应该根据企业的运营情况,合理选择并联电容器,保证电力企业能够正常运营。

3.2合闸时电流超过零点

在真空断路器中,如果合闸时电流超过零点,断路器会在电流即将超过零点时熄弧,会经常出现节流现象。导致该现象的主要原因是断路器中的电压与电流降到一定数值时,断路器中的弧柱会迅速扩散,阳机表面的温度会迅速下降,使得真空断路器中的金属质点瞬间蒸发,不能保证真空断路系统正常运行。当真空断路中的电弧忽然熄灭时,电弧电压会停留在电压零点之前,此时的电压称为截流电压。当真空电路中出现截流电压现象时,电路中的电压容易超过规定数值,影响整个电力系统的正常运行。

因此,在实际工作中,在真空断路器中投入并联电容器,能够有效控制电路中的电压,为真空断路器提供系统电压。在合闸时,如果电流过大,会影响断路器中的电容器正常工作,降低充电器中的电压。为了保证电流在合闸时能够准确超过零点,应该保证电路中的电压超过零点,在计算160真空断路器在整个系统运行开始后0.2514S时合闸,保持线路母线在零点之前,合闸后系统中的电容器分支电流也即将过零点。

3.3试验测量研究

为了保证真空断路器能够正常运行,保证计算结果的准确性,真空断路系统中的工作人员应该及时检验测试结果,从而提高真空断路器的准确性。在真空断路中,采用并联电容器,能够提高真空断路的运行效率,合闸过程中,指针有重燃的可能,工作人员在实际工作中,应该尽量避免重燃的可能,减少对设备的破坏,在串联电路中安装并联电容器与避雷器能够有效抑制重燃,保证真空断路器能够正常工作。

例如,当真空断路器中开关关闭10次之后,避雷器没有任何反应,波形开关中的电子显示屏会显示出指针在零点之后,出现这种现象代表真空断路中能够的电流和电压已经超过规定数值。此时,工作人员应该及时调整真空断路中的熔断电流,将并联电容器安装在真空断路器中,减少电路中电流的损失,保证真空断路能够正常运行。

产生这种现象的主要原因是真空断路中的电容与电压不能有效融合,一旦断路中的电容出现突变,应该将系统中的电流快速降下,让真空断路产生震荡,当真空断路中的动静触头互相接触时,应该将动静触头分开,保证真空断路能够稳定运行。在切断电容器时,真空断路器中的压力可能过大。要想有效改善这种状况,相关工作人员应该及时调整真空断路器中的开关,并控制好系统温度。工作人员可以在真空断路中安装温度警报器,当电路中的温度过高时,温度报警器会发出警报,提醒工作人员调整系统温度。工作人员在实际工作中,可以根据企业的实际运行情况,合理控制真空断路温度,从而保证电力系统正常运行,提高工作人员的工作效率。

4结束语:

综上所述,在真空断路器中投入并联电容器具有至关重要的作用。但是,在实际工作中,仍然存在很多问题,这就需要相关工作人员在原有基础上,不断改进与创新,提高自身的职业综合素质,从而保证国民经济稳定快速发展。

参考文献:

[1]王金辉,郎福成. 40.5kV真空断路器开合并联电容器组产生过电压的仿真分析[J]. 电工材料,2015,(04):15-20.

[2]杨庆,欧阳沙,司马文霞等. 真空断路器快速合-分闸操作10kV并联电容器的过电压机理[J]. 高电压技术,2016,(10):3135-3140.

并联电路篇6

关键词:规范;知识的补充与拓展;灵活运用和融会贯通

中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)34-0116-02

教科书中所给的两道例题具有很强的代表性,第一个例题是让学生体会:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻两端电压会随之改变。例题二让学生体会:当并联电路一个支路电阻改变时,干路中电流会发生变化,但另一个电路电流和电压不会发生变化。两个例题做下对比,解决了学生疑惑。下面笔者从以下几方面谈谈本节教学的注意事项以及心得体会。

一、仔细分析题目

分析题目是思维能力的展示,是对知识的具体运用。首先让学生熟练掌握欧姆定律的内容及形变公式,然后对电路进行分析判断,确定电路特点,然后再根据电流电压电阻关系解答。

二、规范解题

初中学生接触物理学习时间不长,对于会做的题目往往不知怎样表达,有时表达顾此失彼造成丢分。究其原因是解题不规范,所以养成规范的解题习惯,对提高教学成绩和养成严谨的思维能力尤其重要。本节中,利用该定律解题应注意:(1)I,U,R都是指同一导体或同一段电路在同一状态下的物理量。(2)利用好该定律的两个变形公式U=IR,R=U/I。(3)单位必须统一用国际单位的主单位。(4)在I,U,R下方标上角标,表示不同的导体,或者同一导体的不同时刻。(5)要有必要的文字表达,在物理语言的表达上要严谨、有序。

三、注意知识的补充与拓展

以例一为例:电阻R1为10欧,电源两端电压6伏,开关S闭合后,求:(1)当滑动变阻器R接入电路中的电阻R2为50欧时,通过R1的电流I;(2)当滑动变阻器接入电路中电阻为20欧时,通过R1的电流I。本题中,由于电阻串联,通过R1的电流与总电流相等,由于知道总电压U,只要知道总电阻就可以了,我就提问学生:总电阻是多少呢?学生异口同声回答:R1+R2。我又问,为什么是两个电阻之和呢?此时学生无语,引起认知冲突。这时,我把学生带入最近发展区,得出串联电路电阻关系。串联电路电阻关系U=U1+U2;电流关系:I=I1=I2,得U/I=U1/I1+U2/I2。由欧姆定律可知R=R1+R2。所以也可以求出通过R1电流I=U/R=6/60=0.1(A)。同理可以求出当R3=20欧时电流I=0.2A。此时老师可以让学生分别求出两个小题滑动变阻器两端电压和电阻R1两端电压分别是多少。当滑动变R2=50欧时,U1=I1xR1=0.1x10=1(v),U2=I2xR2=0.1x50=5(v);当滑动变阻器电阻R3=20欧时,U1=I1xR1=0.2x10=2(v),U3=I3xR3=0.2x20=4(v)。引导学生比较两种情况下电阻与各自电压关系发现:第一种情况下U1/R1=U2/R2;第二种情况下:U1/R1=U3/R3。由此得出串联电路电压比等于各自电阻比,即:U1/U2=R1/R2。老师点拨学生认识到,串联电路中,当一个电阻改变时,另一个电阻两端电压和电流都要改变,可谓“牵一发而动全身”。以例二为例:电阻R1为10欧,与滑动变阻器组R并联电路,电源电压12V,开关S闭合后,求:(1)当滑动变阻器R接入电路中电阻R2=40欧时,通过R1的电流I1和总电流I;(2)当滑动变阻器接入电路中电阻R3=20欧时,通过R1电流I1和总电流I。本题由于电阻与变阻器组成并联,所以它们两端电压U1=U2=U=12V。以第一小题看,由欧姆定律得,通过R1的电流I1=U1/R1=12/10=1.2A;通过R2的电流I2=U2/R2=12/40=0.3A;总电流I=I1+I2=1.2+0.3=1.5(A)。我此时问学生:由欧姆定律,总电流I可以用总电压U与总电阻R的比求得,那么并联电路总电阻是多少呢?这时学生很快回答:等于两个电阻之和。我没有否定学生的回答,而是让他们用总电压除以总电流看看总电阻是多少,和想象的是否一样?即:R=U/I=12/1.5=8(欧)。通过计算同学们发现并联电路总电阻并不等于各电阻大小之和,不但比它们的和要小,而且比任何一个都要小。但又找不出到底有什么关系。我把三个电阻大小依次列出来:8 10 40。让学生发现三个数据关系,当我意识到没有学生发现时,我又把三个数写成倒数形式。这时熊可佳同学首先发现:1/8=1/10+1/40。我虽然欣喜,对她给予了表扬,但并没急于下结论。而是让学生用同理计算第二题,发现同样的规律。此时我告诉学生并联电路电阻的关系:总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。即1/R=1/R1+1/R2。

当满足学生一时的求知欲时,学生的好奇心被进一步调动,老师趁热打铁,让学生找找两种情况下,电阻和通过它们的电流的关系。以第一小题中,R1=10欧,I1=1.2安;R2=40欧,I2=0.3安。学生马上就发现:I1/I2=R2/R1。即,并联电路电流比等于电阻比的倒数。通过数据,可以进一步引导学生发现:并联电路中,当一个支路电阻改变时,只能改变本支路电流,对其他支路的电压,电流没有影响。这也是我们经常说的并联电路各支路地位平等,相互不影响。

并联电路篇7

题目 提供:一节新干电池、一只未知电压电源、一只已知阻值电阻、一只未知阻值的电阻Rx、一只电流表、一只电压表、一只有铭牌的滑动变阻器、三只开关、导线若干、你能用哪些方法测出未知电阻Rx的阻值?

方法一:使用未知阻值电阻、一节新干电池、一只电流表、一只开关、导线,如图1连接,测出电流值I,则:Rx=。

评论:本法电路结构简单,复习了干电池电压值,练习使用了欧姆定律。

方法二:使用未知阻值电阻、电源、一只电流表、一只电压表、一只开关,导线若干,如图2连接,读出电流表的读数I和电压表的读数U,则Rx=。

评论:本法复习欧姆定律,电流表、电压表的连接方法和读数。

方法三:在方法二的前提下增加滑动变阻器,如图3连接,移动滑动变阻器分别读出滑片在几个位置时相应的电流表读数和电压表读数。

评论:本法复习了滑动变阻器原理和使用。多次测量求平均值,提高了准确率。

方法四:使用未知阻值电阻Rx、已知阻值电阻Ro、电源、电流表、开关、导线,如图4连接。读出电流表读数为Io。移动电流表,使电流表与Rx串联,读出电流表读数为Ix

评论:本法复习巩固了并联电路电压特点。

方法五:用方法四的元件,作如图5连接,闭合S、S1,读出电流表读数I总,闭合S断开S1,读出电流表读数I。

评论:本法只需连接一次电路,综合复习了欧姆定律,并联电路电流、电压特点,并联电路分流规律,并联电路总电阻跟各并联电阻的关系。

方法六:使用未知阻值电阻Rx、已知阻值电阻Ro、电源、电压表,一只开关、导线,如图6连接,读出电压表读数Uo。移动电压表,使电流表与Rx并联,读出电压表读数Ux。

评论:本法复习欧姆定律,串联电路电流特点及串联分压规律。

方法七:使用未知阻值电阻Rx,滑动变阻器(最大值值Ro)电源、电流表、开关、导线。如图7连接,读出滑片P在b端时电流表读数Ib,将滑片P滑到a端读出读数Ia。

评论:本法灵活地将滑动变阻器改为定值电阻使用,复习了欧姆定律,电源电压保持不变,串联电路电阻特点。

方法八:将方法七中的电流表换成电压表,如图8连接,分别读出P在a点和b点的读数Ua、Ub则:Ux=Ua,Uo=Ub-Ua

串联电路电流不变

评论:本法复习了串联电路电流特点及串联分压规律。

并联电路篇8

要掌握初中物理电路故障的分析方法就必须先了解初中物理电路故障的类型及其成因.

电路是电源、用电器、开关和导线组成的电流的路径,通常有串联、并联两种方式.电路故障的基本类型有两种:断路和短路.

断路是指电路中某处断开,造成整个电路开路,电路中无电路,有电器无法工作,其形成原因有:(1)连接电路时导线未接好或断开;(2)灯泡灯丝烧断,即用电器损坏;(3)灯泡或用电器接触不良.

短路分为电源短路和用电器短路两种:

电源短路指导线(或电流表)不经过用电器而直接接到电源两极,导致电路中电流过大,烧坏电源甚至引起火灾,因而这是绝对禁止的.

较常见的是串联电路中的一个用电器发生局部短路,是因为用电器两端被导线直接接通而导致用电器无法正常.

初中物理简单电路的故障题型几乎都是针对断路和用电器局部短路两种原因,因此分析总结电路故障判定的方法和技巧也是围绕断路和用电器局部短路而展开的.初中物理电路故障的判定方法多样化,其中较为简单且比较直观的判定方法是如导线、小灯泡、电流表、电压表等电路元件判断,本文中将就这几种器材的使用判定方法进行简单的归纳总结.

1使用导线判定电路故障

物理电学中,导线作为电流流动的载体,其特征是电阻很小,可以忽略不计.简单模拟电路中的导线电阻通常视为零,导线既可以作为输送电流的通道,又极容易造成短路问题出现,使用导线判定电路故障,正是利用其能造成短路这一特点.

例1

如图1所示,闭合开关S,灯L1和L2均不亮.其中某个电路元件发生故障,请找出其中发生故障的元件.

分析

观察电路图,L1与L2是串联方式,根据题意可知故障是其中某个元件断路,利用导线并联短路的方法可查找出断路的元件.

方法:将导线依次接在ab、bc、cd两点间,若电路中灯亮了,则与导线并联处元件断路.如接ab两点间,其作用是将L1灯泡短路,若L2灯亮,则说明L1灯断路;若L2灯不亮,则可能是L2灯断路或可能是开关S断路,依次接入bc、cd以上述方法可最终找出故障.

2使用小灯泡判定电路故障

使用小灯泡判定电路故障时,通常是将小灯泡并联在待判定用电器两端,与之构成并联,再利用并联电路各支路用电路互不影响的特点,进行分析判断.

例2

如图1所示,闭合开关S,发现灯泡L1、L2均不亮,电路中某个元件发生故障,现有规格与L1,L2相同且完好的灯泡L′,试找出电路故障.

分析

根据题中所给提示,很明显该电路故障是断路,则可利用L′与各电路元件并联,找出其故障.

方支:将L′依次接在ab、bc、cd两点间,若电路中有灯发光且L′也发光,则与L′并联处元件断路.

3使用电流表判定电路故障

电流表是测量电路中电流大小的仪器,其正确使用方法是必须与被测用电器串联.一般情况下,电流表不能与被测用电器并联,原因是电流表内阻非常小,类似于导线,其电阻可等同于零,因此如果电流表并联,则用电器被短路,电流表可能被损坏.

3.1电流表判定电路故障的方法之一

在不会发生电源短路的前提下,将电流表并联在用电器两端使其短路,观察其他用电器工作情况以及电流表是否有示数.

例3

如图1所示,闭合开关S,灯泡L1、L2均不亮,电路中某个元件发生故障,现有电流表一个,请利用电流表找出电路中的故障.

分析

根据题中所给提示,可以判定电路故障是断路,可利用电流表与导线相同的特点,将电流表并联在各元件两端,找出故障原因.

方法:将电流表依次并联在ab、bc、cd两点间,若电路中灯泡发光且电流表有示数,则与电流表并联处发生断路.

3.2电流表判定电路故障的方法之二

结合串联、并联电路中电流的规律以及欧姆定律等物理知识,综合分析判断.

例4

如图2所示,闭合开关后,两个电流表的示数相同,判断电路出现的故障.

分析

观察电路图L1、L2是并联,A1电流表测L1支路电流,A电流表测干路电流,根据并联电路中电流的规律:并联电路中,干路总电流等于各支路电流之和,则A电流表示数应等于L2灯与L1灯电流之和,现两电流表示数相等,则说明L2支路无电流,即L2支路可能断路,结合该电路是并联,所以电路故障是灯L2断路.

4使用电压表判定电路故障

电压表是测量用电器两端电压的仪器,正确使用方法是并联在用电器两端.电压表不能串联在电路中,因其内部电阻很大,串联时会造成断路故障.

在初中物理电路故障分析题型中,大多数都会涉及到电压表,掌握利用电压表分析电路故障的方法既适用又重要.

使用电压表分析判定串联电路故障时,可以分两步:

第一步根据题意初步断定电路的故障类型,即断路或局部短路;

第二步结合不同故障时电压表有无示数判定故障.

4.1电路是断路故障

(1)电压表有示数且示数等于或接近于电源电压时,则与电压表并联用电器断路,因为断路处电阻无穷大,根据串联电路中电阻分压规律,断路处两端电压接近于电源电压.

(2)电压表无示数,则与电压表并联用电器无故障,因为断路处电压接近于电源电压,根据串联电路电压规律,则无故障的用电器两端电压很小,接近于零.

4.2电路是短路故障

并联电路篇9

摘要:本文指出,利用回路法连接复杂电路的方法可快速地连接电路,操作起来简单易行且不易出错,即使偶尔出现连接错误,检查起来也很方便。通过课堂实验教学,用回路法连接电路取得良好的效果。

关键词 :简单电路 复杂电路 回路法 课堂实验教学设计

在电学实验的电路连接中,对于规则的、直观的简单电路,按照串联电路中各元件逐个顺次连接,并联电路中各元件并列连接,学生操作起来比较容易。而对一些不规则的较为复杂的电路的连接很多学生往往无从下手,电路连好后如出现问题也很难检查出来,久而久之学生对复杂电路的连接产生畏惧心理。如何让学生在规定学时内理解并掌握电路的连接技术,笔者通过多年的实验教学实践,摸索出一套实用的教学方法。在此,笔者介绍一种复杂电路的连接方法,通过该方法能有效地指导学生迅速正确地连接好实物电路。

一、简单电路连接

复杂电路都是由简单电路构成的,简单电路分为串联电路和并联电路。下面对串联和并联电路做个简单介绍。图1和图2分别为基本的串联和并联电路。

图1所示的电路,电流从电源的正极出发,依次经过两个电阻及开关,最后回到电源的负极。电流没有分支,经过任何电学元件的电流大小相等。R1和R2就是串联关系,此电路即为串联电路。图2所示的电路,电流从电源正极出发,在a点分流,一支路经过R1,另一支路经过R2,再在b点汇合,再经过开关,最后回到电源的负极。电路中分为干路和支路,R1和R2分别是电路的两个支路,两个支路的电流之和等于干路上的电流。图2中R1和R2就是并联关系,此电路即为并联电路。对于这两种电路,一般学生都能够正确连接。

二、回路法连接复杂电路的课堂教学设计

实际的电路一般都是复杂电路,复杂电路的连接方法有很多种。其中主要有:流向法和串并法。流向法是沿着电流的流向来连接实物电路的一种方法。根据画好的电路图,在图中标好电流的流向。从电源正极引导线出来,按照电流的流向逐渐连接下去,最后再回到电源负极。这种方法思路直接,学生较容易接受。但实际操作中如遇到复杂的电路,电流多次分流的情况下,学生经常容易连错。串补法是对电路的连接是先串联后并联的一种方法。先连好从电源的正极到负极串联电路元件最多的实物电路,然后再补连各并联部分。这种方法思路较为清晰,能将复杂实物电路连线化繁为简,方便迅速。但此方法的前提是要分清电路中哪些是串联电路、哪些是并联电路,而对于一些复杂的电路,很多学生是很难分清串联和并联电路的。

根据多年的实验教学经验,我们提出用回路法来连接复杂电路,在课堂教学中取得了良好的效果,同时节省了学生们在连接电路上所花的时间,使得实验能在规定的时间内完成。回路法连接电路要领:将电路分成若干回路,连接导线时要先从最下面的回路连起,从电源的正负极开始连接,然后再从下往上一个回路接着一个回路地连接导线。每一个接线柱上尽量不要连接超过两根导线,否则电路万一连错就很难检查出来。下面我们通过一个实例来说明回路法连接复杂电路。图3是用电位差计校正电压表实验的电路图。

首先,在图3中把电源及各电学元件的正负极标好,滑线变阻器及电阻箱是没有正负极的,但接到实际电路由于加上电压后,也是要分正负极的,所以在图中也要标上正负号。再将电流的流向用箭头标好,接下来将整个电路从上往下分成若干个回路,如图4所示。在图4中将原来的电路共分成四个回路,分别用1、2、3和4来表示。在实物连线的时候,我们要求学生将电学元件按照电路图的位置摆好,这样更方便连线,而且不容易连错。例如,按照图3或图4,将电源放在最下面,在电源右边摆上电键,在电源的上面摆上滑线变阻器,在滑线变阻器的上面再放上电压表,在电压表的上面并排放两个电阻箱,并将阻值分别调成100Ω和2900Ω,最后在电阻箱的上面放上电位差计。接下来就是连接导线,首先从最下面的第一个回路连起。第一个回路实际上就是一个简单的串联电路,连接起来就非常简单。第一根导线的一端连接到电源的正极,另一端连接到滑线变阻器左下的接线柱。再用一根导线一端连接到滑线变阻器右下的接线柱,另一端连接到开关的一端,最后用一根导线连接到电键的另外一端,导线的另一端最后连接到电源的负极。注意连接导线之前开关要断开。这样第一个回路就连接好了,接下来再连接第二个回路。第二个回路实际上也是个简单的串联电路,用一根导线连接到滑线变阻器左下的接线柱,导线另一端连接到电压表的正极。再用一根导线连接到电压表的负极,导线另外一端连接到滑线变阻器上面滑动头接线柱上。以此类推,再分别连接第三、第四个回路。在连线的过程中连接的都是简单的串联电路,不需要判断到底是串联还是并联,这样就不容易出错。即使电路出现故障,检查的时候也非常容易,只要从上往下一个回路接着一个回路地检查即可。

再举个比较实用的例子,用惠斯通电桥精确测量电阻阻值的实验。电路图如图5所示。

此电路虽然电学元件不算多,但由于电流有几次分流,如果按照流向法连接电路则很容易连接错误。按照回路法连接电路则非常简单。首先将电路划分成三个回路。图中下面的电源、开关、R2、Rx、可变电阻器构成回路1,这一简单串联电路很容易连接。接下来连接回路2,回路2由R1、R2、电阻箱、检测电流表及开关构成。这是一个串联电路,在电阻R2的两端依次连接R1、电阻箱、检测电流表及开关即可。最后连接回路3,将电阻R3连接到R1和Rx之间即可。

三、小结

我们先简单介绍基本的串联和并联电路,再通过两个例子介绍回路法连接复杂电路。利用该方法可快速连接电路,由于连接的都是串联电路,所以学生操作起来不容易出错。即使偶尔出现错误,检查起来也很方便,只需一个回路接着一个回路地检查,即可迅速找到问题所在。我们通过课堂实验教学,用回路法连接电路取得良好的效果,提高了实验教学效率,增强了学生的动手能力,使学生不再惧怕复杂电路的连接。

参考文献:

[1]周金珍.电路连接的方法与识别技巧[J].物理教学探讨,2008(26).

并联电路篇10

【关键词】无功补偿;输电线路;传输

我国能源资源分布的特点是82%的煤炭储量和67.5%的可开发水电资源集中在西部地区,而用电负荷则主要集中在中部和沿海地区,这一状况决定了我国采取 “西电东送,南北互供,全国互联”的基本格局与发展战略。在此大环境下,对交流输电线路的输送能力进行分析和评估对输电线路的发展和规划具有重要意义。

根据电力系统的稳定性要求,提高线路的输送能力可从提高电压等级、减小线路电抗和缩小系统间功率夹角等方面采取措施.随着FATCS技术在电力系统中的广泛应用,串联电容补偿器和并联静止无功补偿器等设备被装设于线路动态补偿无功功率及提高系统稳定性和线路输送容量。在计算交流输电线路的输送能力时,国内外研究人员和电力规划部门大都采用计算交流输电线路输送能力曲线即St.Clair曲线的方法对输电的输送能力进行初步分析,该曲线最早是由St.Clair针对345kV及以下交流输电系统根据实际运行情况和经验提出的。R.D.Dunlop等人给出了St.Clair曲线的理论计算方法,并将其发展到更高电压等级和更远输电距离的线路。文中根据实际运行经验得到热极限、电压降极限和稳定极限是限制交流输电系统输送容量的主要因素,并以电压降和静态稳定性约束条件为基础得出了交流输电线路的输送能力曲线。此方法和结果被美国电力科学研究院的输电线路设计手册和国外一些经典著作广泛采用。S.N.Tiwari等人对用于特高压输电线路的6相和12相线路的输送能力的理论计算方法进行了研究。

为简化分析过程和较好地理解输电线路的性能特征,本文在对交流输电线路实际运行特性进行分析的基础上,提出均匀补偿线路的基本思想来对无损输电线路进行建模,并以加装并联电抗和串联电容进行无功补偿的输电线路为研究对象通过计算其等值波阻抗和相移系数对其通过补偿无功功率提高线路输送能力的实施方法和效果进行分析。在此基础上,给出线路补偿的参考建议,为工程实际提供参考。

1.输电系统的数学模型

若不考虑线路损耗,则输电线路在输送自然功率时线路上每一点的电压电流同相位且具有相同的幅值,只是存在着相位差。此时,每一段线路上纵向电感吸收的无功功率等于横向电容产生的无功功率。然而,实际线路由于受到功角极限、热极限和电压稳定等的约束,使输电线路的输送容量受到限制,故需对输电线路进行补偿。因此,若要提高线路的输送功率P根据式(3)可知需减小线路的特性阻抗到Z',这可通过增加ωC0或减小ωL0来实现,即在线路上并联电容或电抗来加大 C0或串联电容减小L0。

由于通过适当变换可将一个无功元件不对称的输电系统变换为一个具有对称无功元件的输电系统,因此本文重点研究具有对称无功元件的输电系统,分别讨论集中并联补偿和集中串联补偿的情形。

3.1集中并联补偿时输电线路的传输特性

首先计算对线路进行均匀补偿的情形,基本过程如下:

(1)计算500km线路的对地容抗。

(2)根据均匀补偿时应满足的关系式=(1.5)ωC计算输送1.5Pe时所需的并联补偿容抗。

(3)计算计及并联补偿时输电线路的相移系数。

3.2集中串联补偿时输电线路的传输特性

首先计算对线路进行均匀补偿的情形,基本过程如下:

(1)计算500km线路的对地容抗。

(2)根据均匀补偿时应满足的关系式=计算输送1.5Pe时的串联补偿容抗。

(3)计算计及串联补偿时输电线路的相移系数。

4.算例

5.结论

基于本文所提出的均匀补偿线路的基本思想来对并联补偿和串联补偿提高线路输送能力的实施方法和效果的分析结果表明:

(1)线路均匀补偿的效果是改变线路阻抗Z使其变为KZZ和改变相移系数β使其变为Kββ(对于串联补偿有Kβ=KZ,并联补偿有Kβ=)补偿度可理解为对波阻Z的补偿效果,补偿后线路功率Pe从自然功率提高到Pe'=P。