1. 等效替代
例1 三个相同的金属圈两两正交地连成如图1所示的形状,若每个四分之一圆周金属丝的电阻为R时,测得A、B间电阻为RAB,今将A、B间的一段金属丝改换成另一段电阻为
的四分之一圆周金属丝,并在A、B间加上恒定电压U,试求消耗的总功率P。
图1
分析 A、B间一段电阻为
的四分之一圆周金属丝,可用两段电阻为R的四分之一圆周金属丝并联来替代。设替换后A、B间的总电阻为
,则
,
,
。
2. 叠加
例2 如图2所示电路中,包含有50只不同的安培表
,以及50只相同规格的伏特表
。其中第一只伏特表
的示数
,第一只安培表A1的示数
,第二只安培表A2的示数I2=9.2mA。试求所有50只伏特表的示数之和是多少?
图2
分析 每只伏特表的电阻
从电路左端逐步向右推可得
……
以上各式相加得
3. 递推
例3 如图3所示,已知
,
,电源电压为60V,流过
的电流为_______________。
图3
分析 右端的单位网络电阻
往左推得
,
整个网络的电阻
,
总电流
求
中的电流,可由左逐步向右推
4. 对称
例4 如图4(甲)所示是由9个阻值均为4Ω的电阻连成的电路,现在A、B两点之间加上8V的电压,则流过接在E、B两点之间的电阻的电流I1为_________A,流过接在E、D两点之间电阻的电流I2为__________A。
图4(甲)
分析 这是一个对称电路,在不改变通过各电阻电流的前提下,可拆开某一节点,或连接部分节点,对电路进行等效变换。
解法1 拆开节点E,如图4(乙)所示。通过E、B之间电阻的电流为
又
解得
所以
图4(乙)
解法2 将C、D间的电阻一分为二,由于电路的对称性,可将F、G、E三点连在一起,如图4(丙)所示。
图4(丙)
设F、G、E节点与D之间的总电阻为
,则
解得
5. 注流法
例5 图5(甲)是由均匀电阻丝焊接成的框架电路,框架由三个正方形组成,正方形每边的电阻为r,求框架A、E两点间的电阻。
图5甲
分析 设有电流I从A点流入,从E点流出。由于电路结构对称,则电流分布也对称,如图5乙所示
图5乙
对点H,有
即
①
对AC间电压有
即
②
联立①、②解得
所以
练习
1. 如图6所示的电路,
,
,电源电压U恒定,则电阻
所消耗的电功率与电路的总功率之比等于____________。
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