等效法简化电路的具体做法

北关中学   姚昕靖

一、画电路图首先克服怕难思想，然后要掌握方法。
画电路图题型大约可分为以下几种：
     1、看实物画出电路图。2、看图连元件作图。3、根据要求设计电路。4、识别错误电路，并画出正确的图。一般考试就以上四种作图，下面就它们的作图方法详细说明。
   （一）看实物画电路图，关键是在看图，图看不明白，就无法作好图，中考有个内部规定，混联作图是不要求的，那么你心里应该明白实物图实际上只有两种电路，一种串联，另一种是并联，串联电路非常容易识别，先找电源正极，用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置，然后作图。顺序是：先画电池组，按元件排列顺序规范作图，横平竖直，转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压，在检查电路无误的情况下，将电压表并在被测电路两端。对并联电路，判断方法如下，从电源正极出发，沿电流方向找到分叉点，并标出中文“分”字，（遇到电压表不理它，当断开没有处理）用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进，直至两支笔尖汇合，这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路，每条支路中有几个元件，分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路，分点到电源负极之间也是干路，看一看干路中分别有哪些元件，在都明确的基础上开始作电路图，具体步骤如下：先画电池组，分别画出两段干路，干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路，有几条画几条（多数情况下只有两条支路），并准确将每条支路中的元件按顺序画规范，作图要求横平竖直，铅笔作图检查无误后，将电压表画到被测电路的两端。
   （二）看电路图连元件作图
方法：先看图识电路：混联不让考，只有串，并联两种，串联容易识别重点是并联。若是并联电路，在电路较长上找出分点和合点并标出。并明确每个元件所处位置。（首先弄清楚干路中有无开并和电流表）连实物图，先连好电池组，找出电源正极，从正极出发，连干路元件，找到分点后，分支路连线，千万不能乱画，顺序作图。直到合点，然后再画另一条支路[注意导线不得交叉，导线必须画到接线柱上（开关，电流表，电压表等）接电流表，电压表的要注意正负接线柱]遇到滑动变阻器，必须一上，一下作图，检查电路无误后，最后将电压表接在被测电路两端。
   （三）设计电路方法如下：
首先读题、审题、明电路，（混联不要求）一般只有两种电路，串联和并联，串联比较容易，关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路，支路中的电流表和开关只管本支路的用电器，明确后分支路作图，最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路，电路作图必须用铅笔，横平竖直，转弯处不得画元件，作图应规范。
   （四）识别错误电路一般错误发生有下列几种情况：
1、是否产生电源短路，也就是电流不经过用电器直接回到电源负极；
2、是否产生局部短接，被局部短路的用电器不能工作；
3、是否电压表、电流表和正负接线柱错接了，或者量程选的不合适（过大或过小了）；
4、滑动变阻器错接了（全上或全下了）。

二、等效电路图的画法

1、  元件的等效处理，理想电压表－－开路、理想电流表－－短路；

2、  2电流流向分析法：从电源一极出法，依次画出电流的分合情况。
注意：有分的情况，要画完一路再开始第二路，不要遗漏。 一般先画干路，再画支路。

3、  等势点分析法：先分析电路中各点电势的高低关系，再依各点电势高低关系依次排列，等电势的点画在一起，再将各元件依次接入相应各点，就能看出电路结构了。

4、  弄清结构后，再分析各电表测量的是什么元件的电流或电压。
说明：2、3两点往往是结合起来用的。

三、画等效电路图一妙法——“节点法”

电学量的计算是初中物理教学中的难点和重点问题之一，解决此问题的关键是正确分析电路的结构，画出等效规范的电路图．在教学中给学生总结出一套即符合初中学生现有知识水平，又简单易行的一般方法，可大大提高学生的学习效率，逐步提高学生分析问题和解决问题的能力．本文谈谈用“节点法”画等效电路图．
　　电路中三条或三条以上支路的汇交点，称为节点．借助节点排列的规范化来作出等效电路的方法，称为节点法．用节点法画等效电路图具体分为四步：第一，明确节点，标上字母（如图1所示，若图中没有节点则为串联）；第二，节点连线，可以合并．如果两个节点之间有一根导线直接相连，而电路图中导线电阻可视为零，故可将两个节点合并，视为一个节点．如图1中Ｓ断开时1、2两个节点可视为一

个节点（12），3、4两个节点可视为一个节点（34）；第三，节点依次排列．将各个节点按电位高低，即沿电流流向依次排列在一直线上，如图2所示；第四，电阻对号入座，将图1中的各个电阻一一取出，

对号接入图2各节点之间，如图3．规范的等效电路即被画出．规范化等效电路画出后，就可以进一步简化电路．由图3知，当Ｓ断开时，Ｒ_２、Ｒ_３并联后与Ｒ_４串联，然后再与Ｒ_１并联．当Ｓ闭合时，电路变成如图4所示电路．

下面用“节点法”分析“1996年全国初中物理竞赛”的电路识别题．在图5中，四个灯泡Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４的连接方法是怎样的？分
　　析根据上述四步进行：一、由图5可知节点有四个，分别标上字母Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ；二、如图5所示节点Ａ、Ｃ可合并为一个节点（ＡＣ），节点Ｂ、Ｄ可合并为一个节点（ＢＤ）；三、将节点沿电流方向依次排列在一直线上，如图6所示；四、灯泡对号入座，

Ｌ_１在Ａ、Ｂ间，Ｌ_２在Ｂ、Ｃ间，Ｌ_３在Ｃ、Ｄ间，Ｌ_４在Ｄ、ｂ间，作出规范等效电路如图7．所以电路连接情况是Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３并联后与Ｌ_４串联．

四、如何画等效电路图

1.     电路
    把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径叫做电路。从电流的角度看，电源是提供电流的装置，导线是传导电流的装置，开关是控制电流的装置，用电器是利用电流的装置。电源、用电器、开关和导线是组成电路不可缺少的四个部分。缺少任何一部分，如没有导线就不能称之为电路，没有用电器称电路错误，没有开关电路则不完整。
图06-1所示的电路虽然由电源、开关S、电灯L和导线四部分组成，但当开关S闭合后，就将电源的两极用一条导线直接连接起来，构成了短路，这时由于通过电源的电流过大，会将电源烧坏，这种现象一定要避免。

2.     短路
    通路、开路和短路是电路的三种状态。其中短路又可分为电源短路和用电器短路两种情况。用一根导线将电源的两极直接连接起来，叫做电源短路。此时电路中的电流很大，会把电源烧坏，因此必须避免电源短路的情况发生。用导线把用电器的两端直接连接起来，叫做用电器短路。常把连在用电器两端的这条导线叫做短路导线。用电器短路时，电流不通过用电器而直接从短路导线中通过。用电器短路的情况，有的时候可以被利用。为了与电源短路相区别，用电器短路也常常被称为短接。
检查电路是否电源短路，可以用“电流流向法”。即按照电流的方向寻找电流的通路，只要其中有一条电流的路径中没有用电器，这个电路就是电源短路。

3.     串联电路和并联电路的识别
    串联电路是指将所有用电器逐个顺次连接在电路的两点间而组成的电路。并联电路是指将所有用电器的一端连在一起，另一端也连在一起，再连入电路的两点间而组成的电路。当电路中有n个用电器时，串联电路中的电流只有一条路径，而并联电路中的电流却有n条路径。
识别电路是连接电路、进行电路分析和计算的基础,它包括许多的方面。而识别串、并联电路，在初中物理范围内非常重要。
    识别串.并联电路，可以采用以下方法。
(1)电流分路法
    此方法的要点是：从电源的正极出发，顺着电流的方向找，直到电源的负极为止。不管电路如何弯曲，只要是电流不分路，即电流从一个用电器流向另一个用电器，一直流下去，那么用电器就是串联接法，组成的就是串联电路。如果电路在某点出现分路，表明这个电路中既有干路，又有支路，那么电流通过支路上的用电器后将在另一点汇合，在回到电源的负极。当干路上没有用电器，而每条支路上只要一个用电器时，这些用电器就组成并联电路。
(2)节点法
    对于具有串.并联电路初步知识的同学来说，从规范的电路中看出用电器的接法是很容易的。但当面对的是一个不规范的电路，特别是电路中的导线在多处交叉相连时，初学者往往会感到困惑。
识别这种电路可采用“节点法”。所谓节点指的是电路中那些“导线交叉相连”的点，包括分流点和汇流点。
利用节点法识别电路的具体步骤是：
    a.先找出电路中的所有节点，并分别用字母（或数字）表示。如图06-2.
    b.将所有用一根导线直接相连（不经过用电器）的节点视为同一节点。并改用同一字母（或数字）表示。图2中的节点C和D分别改为A和B。
    经过以上两步的处理，从图06-2中不难看出，灯L1、L2、L3的两端，都是一端接在电路的A点上，另一端接在电路的D（B）点上，因而灯L1、L2、L3是并联的。在图2所示的电路中，电流的流向是：
    关于节点法的理论根据，同学们将在高中物理课中学习。

4.     连接电路
    根据电路图连接实物，是同学们应该具备的一种电学的实验技能。连接电路通常采用以下三种方法。
(1)电流流向法
    从电源的正极开始，沿着电流的流向依次连接实物，直到电 源的负极。连接串联电路时采用这种方法既快捷又准确。
(2)先支路后干路法
    顾名思义，这是连接并联电路常采用的一种方法。其过程是：先从电路图中找出电路的分流点和汇流点，视它们为各个支路的“头”和“尾”；把各个支路上的元件按电流流入方向连好，电流流入端是支路的“头”，电流流出端是支路的“尾”，并将各个支路的“头头”相接，“尾尾”相连；再把干路上的元件按电路图中的顺序接在分流点和汇流点之间；最后把各个支路的“头”和“尾”分别与分流点和汇流点相连。
(3)先通后补法
    从电源的正极开始，沿着电流的流向，将干路中的元件和某一支路的元件用导线接通，先形成一条电流的路径，找出分流点和汇流点的位置；然后将其他各个支路中的元件连好，补接在分流点和汇流点之间，再形成所有电流的路径。

五、教你画等效电路图

例一图1                          例一图2                        例二图1

　　例二图2

同学们看到复杂的电路图往往看不懂，觉得无从下手，不妨我们试着画等效电路图，把复杂问题简单化。

画等效电路图时，要牢记串联电路、并联电路的特征，按照以下几步进行：1.把电流表视为导线，电压表视为断路。2.对没有电阻分割而直接用导线相连的各个连线点视为同一点。3.有导线直接相连的两点间的其他电路实际上都被短路，画等效电路图时应将它去掉。4.按原电路图在等效电路图上相应部位补充电流表和电压表。

下面以实例说明：

例1.如图，电压表■、■分别测哪段电路的电压？

分析：我们看到图以后，首先分不清L1、L2怎样连接，因此就不能回答电压表测谁的电压，那么我们知道电压表内阻很大，如果把电压表视为断路，然后再把电压表加上，这样问题就简单了：

一去电压表 二变形状 三复位

例2.如右图

分析：同学们看到此题可能觉得题目太乱了，R1、R2、R3究竟怎样连接呢？同样还是先去电压表，同时应注意没有电阻分割而直接用导线相连的各个连线点视为一点，所以R1、R2、R3就满足了首首相接，尾尾相接，因此，R1、R2、R3是并联。画出等效电路图解决问题时，电流表、电压表分别测得那段电路自然就一目了然了。