【中学相关】论遇到一个电路的正确打开姿势
物理吧
全部回复
仅看楼主
level 13
KOF2002FANS 楼主
某微博长期日经
镇楼
,送给学电路学得焦头烂额的各位初中同学。
每年秋冬季都是电路的季节。。由于初二人教版教材的电路分上下册讲,于是春季也很多。。。
只要时间一到,吧里顷刻间就会被汹涌的初中电路题目淹没,虽说花样繁多,但是这几年吾等吧务见得多了,考点无非就是:
- 欧姆定律I=U/R,U=IR, R=U/I
- 简单串并联电路的电流电压规律
- 电功率那几个变来变去,但其实在纯电阻电路中跟P=UI没啥区别的公式,包括焦耳定律;为啥没区别?这里应该一目了然了;
P=UI
P=UI=U*(U/R)=U^2/R
P=UI=(I*R)*I=I^2*R
Q=P*t=(I^2*R)*t(焦耳定律)
W=P*t=U*I*t
为啥要特意强调“纯电阻电路”?因为在有电机,二极管之类的非纯电阻电路里(你不能用一个电阻来代表电机,但白炽灯泡和电热丝一般是可以的),I=U/R这公式不好使。。
吾辈作为一个正在工作的电气攻城狮,每次看到个别完全不存在未知节点的电路,明明一眼就可以心里出答案的电路,因为打开姿势不正确,硬是搞得无比复杂,甚感捉急
电路知识已经有不少前辈打过了N多的预防针,但每年属于电路的季度里,物理吧的景致依然如旧。
所以虽说很可能并没有什么卵用,不过为了圣诞节和春节的新科普贴子(暂定离散信号以及工业自动化仪表),我决定还是为电路的初学者专门写点儿东西练练手吧。
2015年09月22日 02点09分 1
level 7
3个并联吧,画成这好蛋疼
2015年09月22日 03点09分 2
我刚学的时候也被这搞蒙了
2016年05月28日 14点05分
R2被短接另外两个并联
2016年11月11日 02点11分
这个电路初中学生是看不懂的
2017年03月29日 04点03分
借楼,如果各位有什么看不明白,或者说我可以补充什么其他关于初中电路的答疑点的话,可以尽管告诉我
2015年09月22日 04点09分
level 13
KOF2002FANS 楼主
先从串并联的规律开始谈起吧:
我大概看了一眼初二的人教版教材。。不知道是出于什么考虑,在学生没有熟练掌握电荷,电场,电势等电学概念之前,教材却先上了电路,并且告诉学生串并联电路的各种规律如下:
然而并没有告诉学生为什么是这样的规律,因为学生没有学过电荷守恒,也没学过电场是什么东西,电场对电荷又有什么影响。这些内容到高中才会教,于是在初中教材里解释电路的工作本质是件很麻烦的事情。
或许也正是因为这种理解上的微妙缺陷,使得很多学生在应用串并联电路的规矩时,思维极其死板,难以变通。只要电路图的形状看上去不像表格里这样,这边拉一拉,那边挤一挤,然后再混合一下,再多加几个开关,几个表,上个滑动变阻器啥的,有些学生就开始抓瞎了。
2015年09月22日 03点09分 3
电荷守恒我们老师就一笔带过。。。现在学的好吃力[委屈]
2015年09月22日 15点09分
初三学的[惊哭]现在
2015年09月27日 17点09分
@世界最強の吕七忧人 电荷守恒是什么!!
2015年10月02日 14点10分
北师大好像是初三学的电路吧,初二都在学力
2015年10月27日 16点10分
level 13
KOF2002FANS 楼主
平时学生们在课本教案里见到的并联电路图大概是这样的:
可是我稍微变个形,比如说这样:
我把节点拉伸一下,电阻旋转一下,再加上一个开关两个表,不能认出R1, R2是并联关系的人就不少了
2015年09月22日 03点09分 5
@Tiramisu誠梓i 那就问一下吧,这个不懂是不行的
2015年11月02日 13点11分
电压表测的是什么的电压?
2015年11月01日 06点11分
@原来可以改啦? r1或r2或电源[滑稽]
2015年11月01日 06点11分
2015年11月01日 06点11分
level 13
KOF2002FANS 楼主
至于这种画法的三并联就更加呵呵了,确实是有些刁钻的画法。。
2015年09月22日 03点09分 6
@初音好2b 元件之间不是串联关系,中间有三路节点。。短不短接看元件两端节点之间的电位高低关系,只要不等就会有电流流过
2015年10月13日 13点10分
注意S1,S2都断开之后,这个就是串联了
2015年09月22日 05点09分
这个图在我那届好火[汗]逢考必有
2015年11月04日 05点11分
初三天天考都快吐了[不高兴]
2015年11月05日 23点11分
level 13
KOF2002FANS 楼主
为什么辨认有困难?因为打开姿势不正确啊【废话!~~[怒]
下面我就来讲讲正确打开姿势的第一步:
学会并且习惯第一步开始就辨认节点!
学会并且习惯第一步开始就辨认节点!
(因为很重要所以说两遍)
(ところで 大事なことなので2度言いました)
我不知道教材和各种教案为什么不重点教一下学生找节点的技巧,反而去要求学生掌握简化电路图的技巧,或许是因为初中没有学过“等电位”这个概念所以解释起来很麻烦?其实你把电路的节点找完标号了之后,我是看不出有什么需要简化电路图的理由。
节点就是两个电路元件之间的联接点,电位相同时便可认作同一节点,就这么简单。说白了,电路图里就两种东西:节点和节点之间的元件,没有任何其他元素!
我这就用刚才的简单并联电路,示范一下如何标记节点。注意:虽说我用的是“节点”这个词汇,但在电路图里节点并不一定是在纸上的一个点。
红色的就是各个电路的高电位节点(电源正极),蓝色的就是低电位节点(负极)。
在各自的阴影部分内,电位都是一样的,所以一片阴影就是一个节点。
你看嘛,电路图不就只有节点和元件两种东西吗?[吐舌]
2015年09月22日 04点09分 7
灵魂画手
2015年09月22日 04点09分
提示:画完节点之后,再根据各元件两端的电位差画出各元件的电流方向,这样可以帮你把电流走向看得更清楚些哦
2015年09月24日 23点09分
不错不错,这样好看多了
2015年10月05日 03点10分
节点是什么鬼。。
2015年10月18日 15点10分
level 13
KOF2002FANS 楼主
再回头去看看那个奇葩的三并联画法:
S1, S2都闭合后,L1, L2, L3是并联关系没错吧?
好了,同学们都学会标记节点的技巧了吗?能够熟练地识别节点是遇到一个电路后,正确打开姿势的第一步,非常非常重要。练多了之后,甚至标记都没有必要了,一眼望过去就知道咋回事儿,完全没有必要去花简化电路图的功夫![阴险]
2015年09月22日 04点09分 11
@风流雨桑 红区和蓝区都是标示电路里同一电势的部分,内部没有什么串联并联一说
2015年10月25日 15点10分
@风流雨桑 并联是指各元件的两端各自共享一个节点的意思
2015年10月25日 16点10分
@游戏保险箱6 串联的节点也可以找啊,L1和L2之间,L2和L3之间都算节点啊,只不过这种情况下应用串联电路的已有结论比较方便而已
2015年09月24日 01点09分
回复
临窗观景染成
:节点电位有些是可以一看就知道的,比如说电源两侧,通常按照惯例来讲,电源负极是设为0V作为参考点的;有些是要算一下的
2016年02月03日 15点02分
level 7
楼主好人
2015年09月22日 05点09分 12
level 15
[茶杯][茶杯]
2015年09月22日 06点09分 14
level 11
点赞, 正好这学期选了电工学, 许多结论老师都默认电磁学教过就不讲了, 果然出来混早晚要还- -
2015年09月22日 06点09分 15
level 12
此帖已存[]楼主好人
2015年09月22日 10点09分 16
level 13
刚入坑的电气狗路过帮顶
2015年09月22日 12点09分 17
level 1
楼主你好,请问咋标节点啊[疑问]
2015年09月22日 12点09分 18
画完之后随便给个数字或者代号都可以,怎么方便怎么来。。如果是数字的话,我的做法就像是8L的图那样,标出电位的数据
2015年09月22日 15点09分
level 1
帮了大忙了啊~
2015年09月22日 15点09分 19
level 13
KOF2002FANS 楼主
特别提醒一点,我上面讲题的时候提到过:进出一个节点的电流必须相等。其实不只是节点,电路中任意一个区域里,只要电荷不发生持续的堆积(绝大多数电路都满足这个条件,包括有电容的电路),进出该区域的电流都是相等的。
例题:
进出红色阴影这个区域的电流是相等的,因此有I4+I2=I3=7A
2015年09月22日 15点09分 20
没太明白
2015年09月22日 15点09分
回复
Ʈ��llkk
:因为电荷这个东西不会凭空消灭也不会凭空产生,所以只要电荷没有那个红色区域里堆积起来(一般也不会无缘无故堆起来),那么电流的进出肯定要平衡才是
2015年09月22日 15点09分
回复 KOF2002FANS:这个红色区域是节点?
2015年09月23日 05点09分
@神奇的mass 我用的词语是区域,不是节点,节点是两个电路元件之间的联接点
2015年09月23日 13点09分
level 8
赞楼主
2015年09月22日 15点09分 21
上层是6.5A
2015年12月13日 13点12分
@叶天邪凌尘 4.5+2.5=7,小学数学都忘了?
2019年01月28日 12点01分
level 11
2015年09月22日 16点09分 22
level 13
KOF2002FANS 楼主
正确打开姿势之二:标记节点电位后,使用欧姆定律
还是那个微博电路图,节点电位已标好(惯例一般是取电源负极为0V)。求电流表A的读数。
因为这个一看就知道是并联,所以可以直接用初中教材里的并联等效电阻来求,
或者把所有电阻的电流相加也可以。标完节点电位之后,这个图里面的电流流向应该很清楚了,就是从14V节点流向0V节点。每个元件的电压就是其两边节点的电势差。
解:
经过2Ω电阻的电流:I1=U1/R1=(14V-0V)/2Ω=7A
经过3Ω电阻的电流:I2=U2/R2=(14V-0V)/3Ω=4.67A
经过4Ω电阻的电流:I3=U3/R3=(14V-0V)/4Ω=3.5A
因此电流表A的读数就是I1+I2+I3=7A+4.67A
+3
.5A=15.17A
有效数字不太讲究,莫要见怪~~
2015年09月22日 16点09分 23
串联电压不是等于电池电压并分别相等,这样得出的结果不是每个电压都等于3/14v吗
2015年11月21日 05点11分
@神威逆天 你有认真看帖子吗。。 = =
2015年11月21日 05点11分
@KOF2002FANS 小白勿喷,但还是想不通啊,不是说串联电路总电压才等于电源电压的吗[啊]
2015年11月21日 05点11分
@神威逆天 然后这是串联么。。?
2015年11月21日 05点11分
level 13
KOF2002FANS 楼主
例题:下图中的电表和电源都是理想的,滑动电阻器最大阻值为24Ω,开关S是闭合的。请问:
(1)滑动电阻器的滑片在左侧时,各个电表的读数是?
(2)滑片从中间向左侧移动时,各表读数是增大,减小,还是不变?
解:
管他那么多[怒],先标好节点再说~~~![阴险]
于是可以清楚看到,红节点电位12V,蓝节点电位0V,不存在未知节点,电流方向非常清楚,哟西!
(1)电流表A1的读数是灯泡电流+滑动电阻器电流。灯泡电阻RL=12V/1A=12Ω。
A1的读数=(12V-0V)/12Ω+(12V-0V)/24Ω=1A+0.5A=1.5A
A2的读数=R0的电流=(12V-0V)/12Ω=1A (电压表默认是开路)
V的读数=12V-0V=12V,其实就是电源电压。
(2)滑片从中间向左侧移动时,滑动电阻器阻值变大,两端节点电位不变,因此流过滑动变阻器的电流变小。而A1的读数是灯泡电流+滑动电阻器电流,灯泡电流明显不变,所以A1的读数是减小的;
A2的读数=R0的电流,很明显不会被滑动变阻器影响,因此A2读数不变;
V的读数也是明显不变的
2015年09月22日 16点09分 24
@EAConan 因为电流表一般情况下可以等效成导线(电流表前后的电势差可以忽略,也就是说可以视同一个节点),电压表和电阻不行,因为它们前后的电势差不能忽略(除非它们在断头路上)。
2021年05月16日 04点05分
为什么蓝色区域电位一定是0v呢
2015年09月22日 22点09分
@空屋里的稻草人 这只是一个方便行事的惯例而已。原则上来说你可以设任何你想要的数值,因为电位数值是相对某个参考点而言的,这里的蓝节点就被当作是参考点了
2015年09月22日 22点09分
@空屋里的稻草人 前面有提过,惯例是设电源负极所在的节点为0V
2015年09月22日 22点09分
level 13
KOF2002FANS 楼主
其实到了这一步我觉得就可以了。。还是说应该继续讲电功率?。。
2015年09月23日 02点09分 26
楼主继续
2015年09月23日 05点09分
话说学霸你为何不是我的初中物理老师呢,不让我也不会那么讨厌物理的。到高中了还是讨厌
2015年10月05日 04点10分
1 2 3 4 5 6 尾页