节点法分析电路
“小鲍课堂”第一讲
——“节点法”的使用规则
所谓“节点法”,其实是到高中阶段学习完电势等知识的之后运用的电路计算辅助
分析方法。在目前阶段,我只是取其中分析电路的部分,用浅显的语言呈现给大家,以下图为例:
“节点法”的使用法则:
1. 一般从电源正极出发开始标节点(一般用数字“1”表示); 2. 同一根导线左右两端为同一节点;
3. 经过一个用电器(包括灯泡、各种电阻器、电动机等)则更换一个节点,如图中 L1左边为节点“1”,右端则换为节点“2”; 4. 一定要最优先标直接导线连接的节点。(所谓“导线最优先”)
5. 每个用电器左右两端共有两个节点,如L2,我们记做“L2左右两端为‘2、3’ 这组节点”
※对于第4点“导线最优先”这个问题,以下面电路图为例:
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注意:在本图中,由于L2左右两端用一根导线连接,应遵从“导线最优先 原则”,所以L2为“2、2”这一组节点,而非“2、3”。
从这点可以归纳出“节点法”应用的第一个判定法则:
【小鲍第一定律】:假如一个用电器左右两端节点相同的话,则该用 电器被短路。
“小鲍课堂”第二讲
用“节点法”判断“并联关系”
对于电路分析最常见的问题——电路连接方式的判断,运用“节点法”可以说是“又快 又准”,下面我们就一起来看看,如何判断电路中的“并联关系”。 首先我们以一个简单的并联电路为例:
例1、
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按照“节点法”使用法则正确地标定出该电路图的节点,我们发现: L1左右两端为“1、2”这一组节点; L2左右两端为“1、2”这一组节点; L3左右两端为“1、2”这一组节点。
三个用电器左右两端为同一组节点,由此我们得出第二个判定法则: 【小鲍第二定律】:当我们正确地标出电路图的节点之后,假如用电器两端均 为“同一组节点”的话,则这些用电器为“并联关系”。
下面我们看一个比较复杂的电路: 例2、判断电路的连接方式:
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这个可能让很多同学一眼看过去感觉头都大了,其实这个电路图运用“节点法”正确地标出 节点之后,问题就迎刃而解了:
我们发现:每一个用电器均为“1、2”这一组节点,所以四个灯泡为并联关系,所以此电路为并联电路。
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“小鲍课堂”第三讲
——用“节点法”判断电压表测量对象 对于电压表测量对象判断的问题,运用“节点法”也是颇为有效的。 这类问题的要注意的要点如下: 1.电压表在电路分析时视作断开; 2.电压和谁并联,就测得谁的电压。
下面我们以一个简单的电路介绍如何判断电压表的测量对象: 例1
这是一个非常简单的电路,可以看出电压表和L2并联,所以电压表测量的L2两端的电压。但是通过这我想说明的是如何运用节点法来判断电压表测量对象,我们一步一步地来分析: 步骤一:
由于电压表在电路分析中看做“断开”,所以先抹去不看,变为了下面这个电路图:
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步骤二:
运用“节点法”正确地标出节点:
步骤三:
把电压表放回电路,分析电压表左右两端分别是什么节点(同一根导线左右两端节点相同):
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步骤四:
到这一步我们已经完整地标完了节点,我们发现电压表为“2、3”这一组节点,和L2节点为同一组,所鲍定律二”可以得出:电压表和L2并联,所以电压表测的L2两端的电压。
例2、 判断下图中的电压表测量对象。
同样地,我们运用“节点法”标出节点:
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从上图我们可以看出,电压表和L1、L2、L3甚至是电压均为同一组节点(“1、2”这一组),所以我们可压表测量的是L3的电压,同时也测量的是L1、L2和电源的电压。 下面我们来看一道错误率很高的题目: 例3.
很多同学在判断此图电压表的测量对象的时候,第一反应会认为电压表测量的是L1的电压,那么下面点法”判断一下:
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标出节点之后我们发现:电压表和L2为同一组节点,它其实测量的是L2的电压。
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