Devre basitleştirmenin temel ilkeleri
Ortaokul fiziksel elektriğindeki karmaşık devreler aşağıdaki ilkelerle basitleştirilebilir:
☀Birincisi: tel direncini göz ardı ederek, R telinin ≈0 olduğu varsayılır. Akım akarken tel üzerindeki voltaj sıfırdır ve anahtar üzerindeki voltaj açıkken ölçülebilir (devrede başka kesme noktası yoktur).
☀İkincisi: Anahtar kapalıyken bir tele eşdeğerdir; anahtar açıkken, devrenin iki düğümünden çıkarılabilen bir açık devreye eşdeğerdir. Anahtar kapalıyken ve akım aktığında, anahtar üzerindeki voltaj sıfırdır ve anahtar açıkken anahtar üzerindeki voltaj ölçülebilir (devrede başka kesme noktaları yoktur).
☀Üçüncüsü: Ampermetrenin iç direnci çok küçüktür. Devrenin bağlantı modu incelenirken ampermetrenin bulunduğu yer bir tel olarak kabul edilebilir.
☀Dördüncü: Voltmetrenin iç direnci çok büyüktür. Devrenin bağlantı modu incelenirken voltmetrenin olduğu yer açık devre olarak kabul edilebilir ve devrenin iki düğümünden çıkarılabilir.
☀Beşinci: Elektrikli cihazda kısa devre (direnç): Elektrikli cihaz (direnç) ve kablo (anahtar, ampermetre) paralel bağlandığında elektrikli cihazdan akım geçmez (aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi) ve elektrikli cihaz devrenin iki düğümünden çıkarılabilir ( kaldır).
☀Altıncı: Sürgülü reostatın Pa segmenti tel (metal çubuk) tarafından kısa devre edilmiş ve çalışmıyor. Pa segmentini çıkardıktan sonra, aşağıdaki şekil a, şekil b olur.
☀Yedinci: Seri ve paralel devrelerin "seri bölünmüş gerilim, paralel bağlı akım" akım ve gerilim yasalarına göre toplam akım, toplam gerilim ve bölünmüş akım ve bölünmüş gerilim arasındaki ilişkiyi analiz edin.
☀Sekizinci: Ampermetre herhangi bir elektrikli alete seri bağlıysa o elektrikli aletin akımını, voltmetre herhangi bir elektrikli alete paralel bağlıysa o elektrikli aletin gerilimini ölçün. Voltmetre ile ölçülen voltaj, kayma yöntemi ve kaynak yöntemi ile değerlendirilebilir.
☀Dokuzuncu: Prensipte voltmetrenin devreye paralel bağlanması gerekir. Güç kaynağı voltajını ayrı olarak ölçerken, güç kaynağının her iki ucuna da doğrudan bağlanabilir.
Genel olarak, voltmetre devrede seri bağlanırsa, ölçülen gerilim güç kaynağındaki gerilimdir (ayrıntılar için notlara bakın). Ampermetre doğrudan güç kaynağının her iki ucuna bağlanırsa, yanacak ve güç kaynağı kısa devre yaparak güç kaynağını yakacaktır.
☀Onuncu: Tel üzerinde (düğümler arasında) elektrikli aletler (anahtarlar ve ampermetreler hariç) yoksa, tel üzerindeki her nokta keyfi olarak birleştirilebilen, ayrılabilen, artırılabilen veya azaltılabilen bir nokta olarak kabul edilebilir. (Bu yöntem aynı zamanda düğüm yöntemi olarak da adlandırılır) Örneğin:
02
Devre Sadeleştirme Adımları
☀Adım 1: Konunun gereksinimlerine göre bağlantısı kesilen anahtarı çıkarın ve kapalı anahtarı bir kabloya çevirin.
☀Adım 2: Ampermetreyi bir tele çevirin (duruma göre muhafaza da edilebilir).
☀Adım 3: Voltmetreyi çıkarın.
☀Adım 4: Tel üzerindeki düğümleri birleştirin (veya devrik). (Devrede çok sayıda elektrikli cihaz olduğunda ve birbirine dolandığında bu adım kullanılır)
☀Adım 5: Elektrikli cihazların seri mi yoksa paralel mi bağlı olduğunu belirlemek için bir eşdeğer devre şeması çizin.
☀Adım 6: Ampermetre ve voltmetrenin hangi elektrik akımını ve voltajı ölçtüğüne karar vermek için orijinal devredeki 7 ve 8 numaralı ilkeleri kullanın.
☀Adım 7: Voltmetre ve ampermetreyi eşdeğer devre şemasına ekleyin ve her bir ampermetre ile voltaj gösterimi arasındaki ilişkiyi analiz edin. (Yedi İlke)
03
Klasik örnekler üzerine seçilmiş dersler
☀Örnek 1: Aşağıdaki devre şemasında S anahtarı kapatıldıktan sonra voltmetre V1'in okuması 2,5V ve V2'nin okuması 1V'dur. A2'nin değeri 0.2A ise, A1'in değeri nedir? İki ampul arasındaki voltajı bulun.
resim
Analiz: Adım 1: Anahtarı bir kabloya çevirin;
Adım 2: Ampermetreyi bir tele çevirin;
Üçüncü adım, voltmetreyi çıkarmaktır.
Dördüncü adım (atlandı)
Adım 5: Elektrik bağlantı yöntemini belirleyin
resim
Açıkçası, iki ampul devrede seri olarak bağlanmıştır.
Adım 6: Prensip 4'e göre, V2 voltmetresinin bağlantısının kesildiğini, dolayısıyla A1'den akım geçmediğini ve okunan değerin sıfır olduğunu bilin; kayma yöntemine göre, V1'in güç kaynağına paralel bağlandığı bilinir ve güç kaynağının her iki ucundaki voltajı ölçer. V2 ve L2 paralel bağlanır ve L2'deki voltaj ölçülür.
Adım 7: Eşdeğer devre şeması aşağıdaki gibidir:
resim
Eşdeğer devre şemasına göre, gerekli I1=I2=0.2A olduğu görülebilir.
U1=2.5V-1V=1.5V U2=1V
resim
☀Örnek 2: Şekilde görüldüğü gibi s anahtarı kapatıldıktan sonra aşağıdaki gerilim gösterimleri arasındaki ilişki, akım gösterimleri arasındaki ilişki ise ___ şeklindedir.
resim
Analiz: ilk adım: anahtarı bir kabloya çevirin;
Adım 2: Ampermetreyi bir tele çevirin;
Üçüncü adım: voltmetreyi çıkarın; dördüncü adım (atlandı);
Adım 5: Her elektrikli cihazın bağlantı modunu belirleyin:
resim
Adım 6: Ampermetre ve voltmetre ile ölçülen nesneleri 7. ve 8. ilkelere ve kayma yöntemine veya kaynak çıkarma yöntemine göre değerlendirin.
① Orijinal devrede, eğer voltmetre çıkarılırsa, A1 ve A2 ampermetrelerinin ampule seri bağlı olduğu ve böylece mevcut temsil sayılarının eşit olduğu görülebilir;
② Kayma yöntemini kullanarak, V1'in L1'in her iki ucundaki gerilimi ölçtüğü, V2'nin güç kaynağının her iki ucundaki gerilimi ölçtüğü ve V3'ün L2'nin her iki ucundaki gerilimi ölçtüğü yargısına varılabilir.
Adım 7: Eşdeğer devre şeması aşağıdaki gibidir:
resim
resim
☀Örnek 3: Devre anahtarı kapatıldıktan sonra v1, v2 ve v3'ün okumaları sırasıyla 8V, 9V ve 4V'dur, öyleyse L1, L2 ve L3'ün her iki ucundaki gerilimler nedir?
resim
Gerekli voltaj ilişkisi: U2=U1 artı U3 I1=I2
Çözüm: "On İlke, Yedi Adım"a göre devrenin eşdeğer devre şeması aşağıdaki gibi elde edilebilir:
resim
Eşdeğer diyagramdan aşağıdaki denklemler elde edilebilir:
UL1 artı UL2=8V
UL2 artı UL3=9V
UL3=4V
Çözüm: UL1=3v UL2=5v UL3=4V
resim
☀Örnek 4: Şekilde gösterildiği gibi, L1 ve L2 ampullerinin seri bağlandığı biliniyorsa, ①, ② ve ③'deki üç ampermetre (ampermetre veya voltmetre) arasındaki doğru karar ( )'dir.
A. ① bir ampermetredir, ② ve ③ bir voltmetredir;
B. ① ve ③ voltmetredir ve ② bir ampermetredir;
C. ① ve ② ampermetredir ve ③ bir voltmetredir;
D. ①② ve ③'nin her ikisi de ampermetredir
resim
Analiz: Bu soru eleme yöntemi ile cevaplanabilir. A'nın cevabı için tabloları doldurun
Üç konum arasında, "on ilke, yedi adım"a göre devre şeması şu şekilde basitleştirilmiştir:
resim
Açıkçası, başlığa uymuyor.
B cevabının tablolarını şekle doldurun, devre şu şekilde basitleştirilebilir:
resim
Bu doldurma yöntemi, sorunun anlamına uygundur.
Cevap C tablolarını devreye doldurun, L1 devresinin bağlantısı kesildi ve basitleştirilmiş devre şeması, sorunun anlamını karşılamayan cevap A ile aynı. Şekildeki D'nin cevaplarına ilişkin tabloları doldurun, güç kaynağı kısa devre yapıyor ve sorunun anlamını karşılamayan iki ampulden akım geçmiyor. O halde B cevabını seçin.
