文档介绍：直流电路动态分析
根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量(如I、U、R总、P等)的变化情况,常见方法如下:
。
基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值变化的的入手,由串并联规律判知R总的变化情况再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为:
(1)确定电路的外电阻R外总如何变化;
①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小)
②若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小。
③如图所示分压电路中,滑动变阻器可以视为由两段电阻构成,其中一段与电器并联(以下简称并联段),另一段与并联部分相路障(以下简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R,灯泡的电阻为R灯,与灯泡并联的那一段电阻为R并 ,则会压器的总电阻为:
由上式可以看出,当R并减小时,R总增大;当R并增大时,R总减小。由此可以得出结论:分压器总电阻的变化情况,R总变化与并联段电阻的变化情况相反,与串联段电阻的变化相同。
④在图2中所示并联电路中,滑动变阻器可以看作由两段电阻构成,其中一段与串联(简称),另一段与串联(简称),则并联总电阻
由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻最大;当并联的两支路电阻相差越大时,总电阻越小。
(2)根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化;
(3)由U内=I总r确定电源内电压如何变化;
(4)由U外=E-U内(或U外=E-Ir)确定电源的外电压如何(路端电压如何变化)
;
(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化;
I分
U分
(6)确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化(可利用节点电流关系)。
动态分析问题的思路程序可表示为:
简单表示为:
局部
I分、U分的变化
局部
R的变化
全局
I总、U端的变化的变化
例1、在右图所示电路中,电源的电功势为E、内阻为为定值电阻,R是一滑动变阻器,电路中的电压表和电流表均视为理想的。试讨论:当R的滑键向上滑动时,电源总功率及各电表示数如何变化?
解析:本题等效电路如右下图所示。
R的滑键上滑时,其阻值增大,导致电路中总电阻增大。由可知,电路中的总电流减小,即表示数减小。因电源端电压,故端电压增大,即示数增大。电源的总功率减小。上的电压因总电流的减小而变小,变大,()所以示数变大。上的电流强度变大,所以的示数变大。因总电流变小,变大,所以变小(),的示数变小,的示数变小。
点评:(1)、根据全电路欧姆定律,分析总电流的变化情况和路端电压的变化情况。因此电源的电动势E和内电阻r是定值,所以,当外电阻R增大(或减小)时,由可知电流减小(或增大),由可知路端电压随之增大(或减小)。
(2) 根据串、并联电路的特点和局部电路与整个电路的关系,分析各部分电路中的电流强度I、电压U和电功率P的变化情况。一般来说,应该先分析定值电阻上I、U、P的变化情况,后分析变化电阻上的I、U、P的变化情况。
如图所示,电键闭合时,当滑动变阻器滑片P向右移动时,试分析L1、L2的亮度变化情况。
分析与解:当P向右移动时,滑动变阻器的