初中九年級物理串、并聯(lián)電路設(shè)計基本步驟

第第10頁共16頁串、并聯(lián)電路設(shè)計根本步驟明確設(shè)計任務(wù)要求：充分了解設(shè)計任務(wù)的具體要求如性能指標(biāo)、內(nèi)容及要求，明確設(shè)計任務(wù)。方案選擇：依據(jù)把握的學(xué)問和資料，針對設(shè)計提出的任務(wù)、要求和條件，設(shè)計合理、牢靠、經(jīng)濟、可行的設(shè)計框架，對其優(yōu)缺點進(jìn)展分析，做到心中有數(shù)。依據(jù)設(shè)計框架進(jìn)展電路單元設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇：具體設(shè)計時可以仿照成熟的電路進(jìn)展改進(jìn)和創(chuàng)，留意信號之間的關(guān)系和限制;接著依據(jù)電路工作原理和分析方法，進(jìn)展參數(shù)的估量與計算;器件選擇時，元器件的工作、電壓、頻率和功耗等參數(shù)應(yīng)滿足電路指標(biāo)要求，元器件的極限參數(shù)必需留有足夠的裕量，1.5的標(biāo)稱值。電路原理圖的繪制：電路原理圖是組裝、焊接、調(diào)試和檢修的依據(jù)，繪制電路圖時布局必需合理、排列均勻、清楚、便于看圖、有利于讀圖;信號的流向一般從輸入端或信號源畫起，由左至右或由上至下按信號的流向依次畫出務(wù)單元電路，反響通路的信號流向則與此相反;圖形符號和標(biāo)準(zhǔn)，并加適當(dāng)?shù)臉?biāo)注;連線應(yīng)為直線，并且穿插和折彎應(yīng)最少，相互連通的穿插處用圓點表示，地線用接地符號表示。串、并聯(lián)電路設(shè)計常見方法串、并聯(lián)電路的設(shè)計串、并聯(lián)電路的設(shè)計串聯(lián)電路定義：用電器首尾相連成一串后再接入電路中，我們說這些用電器是串聯(lián)的。如下圖，LL1 2并聯(lián)電路定義：用假設(shè)干個開關(guān)掌握同一個用電器：要求不管哪個開關(guān)閉合，用電器都能工作，那么這假設(shè)干個開關(guān)肯定是并聯(lián)的，并且用電器在它們的干路上。開關(guān)的短路用法：要求當(dāng)開關(guān)閉合時，一燈發(fā)光，開關(guān)斷開時兩燈都發(fā)光，就要把這兩盞燈串聯(lián)，把開關(guān)與其中一燈并聯(lián)，在開關(guān)閉合時造成這盞燈短路，從而到達(dá)只有一盞燈發(fā)光的目的。單刀雙擲開關(guān)的應(yīng)用：轉(zhuǎn)變電路的連接方式，使用電器由并聯(lián)變?yōu)榇?lián)，或由串聯(lián)變?yōu)椴⒙?lián)。便利掌握一盞燈。把開關(guān)安置在兩個不同的位置，隨便撥動任何一個開關(guān)，都能使燈由亮變滅，由滅變亮。簡潔的混聯(lián)：每個支路上的用電器工作時，總有一個特別的用電器與它們一起工作，這個特別的用電器就要安裝在它們的干路上。用電器的兩端分別連在一起，然后接到電路中的電路叫并聯(lián)電路。如以下圖所示，L和L1 2

組成并聯(lián)電路。串聯(lián)電路特點：電流只有一條路徑，無干路、支路之分。電流通過每一個用電器，各用電器的工作相互影響，一個用電器因開路停頓工作，則全部用電器都不能工作。開關(guān)與用電器是串聯(lián)的，一個開關(guān)掌握全部用電器。并聯(lián)電路特點：電流有兩條或兩條以上的路徑，有干路和支路之分。如上圖所示的電路，“+”→“a”與“b”→“-”局部是干路；支路有兩條：一條是L1

所在的電路，由S1

掌握，另一條是L2的電路，由S2

掌握。(a、b干路電流在“結(jié)點”處分成兩條或多條支路電流，每一支路都與電源形成一條通路，各支路中的用電器的工作互不影響，當(dāng)某一支路開路時，其他支路仍可為通路。干路上的開關(guān)掌握整個電路的用電器，支路上的開關(guān)只掌握本支路上的用電器。中的規(guī)律：電流：◆串聯(lián)電路中電流處處相等。I=I1=I2◆并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。I=I1+I2并聯(lián)電路分流，該支路電流的安排與各支路電阻成反比。即：I1R1＝I2R2電壓：◆串聯(lián)電路中總電壓〔電源電壓〕等于各局部電路兩端電壓之和。U=U1+U2身電阻成正比。即：◆并聯(lián)電路中各支路電壓和電源電壓相等。U=U1=U2電阻：◆串聯(lián)電路中總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。總電阻要比任何一個串聯(lián)分電阻阻值都要大?！部傠娮柙酱酱蟆砇=R1+R2◆并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)分電阻的倒數(shù)和?？傠娮枰热魏我粋€并聯(lián)分電阻阻值都要小?！部傠娮柙讲⒃叫　砇=R1R2/R1+R2〔上乘下加〕或：總電阻的倒數(shù)等于各支路的電阻倒數(shù)之和?！粢虼藥讉€電阻連接起來使用，要使總電阻變小就并聯(lián)；要使總電阻變大就串聯(lián)?！艏僭O(shè)n個阻值都為R0的電阻串聯(lián)則總電阻R=nR0◆假設(shè)nR0R=R0/n電功：◆串聯(lián)電路：總電功等于各個用電器的電功之和。即：W＝W1＋W2＋…Wn電流通過各個用電器所做的電功跟各用電器的電阻成正比，即：◆并聯(lián)電路：總電功等于各個用電器的電功之和。即：W＝W1＋W2＋…Wn電流通過各支路在一樣時間內(nèi)所做的電功跟該支路的電阻成反比。即：電功率：◆串聯(lián)電路：總電功率等于各個用電器實際電功率之和。即：P＝P1＋P2＋…Pn各個用電器的實際電功率與各用電器的電阻成正比◆并聯(lián)電路：總電功率等于各個用電器的電功率之和。即：P＝P1＋P2＋…Pn阻成反比。2、公式：◆電流(A)：I=U/R〔電流隨著電壓，電阻變〕◆電壓(V)：U=IR〔電壓不隨電流變。電壓是產(chǎn)生電流的緣由〕◆電阻〔Ω)：R=U/I(對于此公式不能說電阻與電壓成正比，與電流成反比。電阻與電流、電壓沒有關(guān)系。只與本身材料，橫截面積，長度，溫度有關(guān))◆電能(J)：W=UItW=Pt〔此二式是普適公式〕W=I2Rt,W=U2t/R(適用于純電阻電路中)KW.h1KW.h=3.6×106J◆電熱(J)：Q=I2Rt(普適公式)在純電阻電路中〔消耗電能全部用來產(chǎn)生熱量的電路〕，Q=W。所以在純電阻電路中算電熱可通過算電能來實現(xiàn)。留意：接有電動機的電路不是純電阻電路，在這樣的電路中計算只能用普適公式?！綦姽β?W)：P=UI,P=W/t〔此二式是普適公式〕P=I2R,P=U2/R(適用于純電阻電路中)記?。。。。?！非純電阻只能用：W=UIt,W=PtQ=I2RtP=UI,P=W/t3、依據(jù)燈泡額定電壓〔U額〕和額定功率〔P額〕能進(jìn)展的計算：I=P/U燈的電阻：R=U2/P假設(shè)燈兩端的實際電壓是UP=U2/R，假設(shè)U/U=a/b那么P〔a/b〕2P額串聯(lián)電路的電阻有分壓的作用且分壓的大小與電阻的阻值成正比。U1/U2=R1/R2電能，電功率，電熱在串聯(lián)電路中的安排也是一樣的。并聯(lián)電路的電阻有分流的作用且分流的大小與電阻的阻值成反比。I1/I2=R2/R1電能，電功率，電熱在并聯(lián)電路中的安排也是一樣的。4、生活中的用電：家庭電路的連接：入戶線首先要接的是電能表，然后是總開關(guān)再是保險，這三者挨次不能錯。掌握電燈的開關(guān)應(yīng)和電燈串聯(lián)，且開關(guān)要接在火線上，接螺旋套燈座時，應(yīng)將螺旋套接在零線上。三孔插座要按“左零右火上接地”的接法去接。家庭電路中的用電器間，插座間，用電器和插座間都是并聯(lián)的。保險絲要接在火線上。不行用過粗的保險絲，也不行用鐵絲銅絲代替保險絲。保險絲的特點是：電阻大，熔點低。家庭有金屬外殼的用電器，其金屬外殼肯定要接地，這樣當(dāng)三腳插頭插在三孔插座里時，把用電局部接入電路的同時，也把金屬外殼與大地相連，防觸電。區(qū)分零火線要用試電筆。使用時，手要接觸筆尾金屬體，但切不行接觸筆前端金屬體。火線可使試電筆的氖管發(fā)光，這時有電流流過人體，但電流太小對人體無害。5、安全用電學(xué)問：36V220V，動380V只有人體直接或間接接觸了火線且有電流流過人體，人才會觸電。安全用電的原則是：不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。觸電急救：首先切斷電源或用一根絕緣棒將電線挑開，使觸電者盡快脫離電源。發(fā)生電火災(zāi)時，務(wù)必在切斷電源后，才能潑水搶救。假設(shè)家庭電路消滅了燒保險的現(xiàn)象，就說明白家庭電路的總電流過大了。其緣由有二：一是短路；二是家庭電路的總功率過大了。6、電能學(xué)問要點：消耗電能的多少可以用電能表來測量。它是以KW.h的。表盤上：“220V220V用?！?0〔20〕A10A，額定最大20A?！?0Hz50中使用。3000r/KW.h1KW.h3000r。讀電能表的示數(shù)時，我們要留意最終一個數(shù)字，它是小數(shù)點后的數(shù)字。一段時間消耗的電能等于這段時間完畢時讀數(shù)-這段時間開頭時讀數(shù)。依據(jù)“3000r/KW.h”字樣能進(jìn)展的計算：假設(shè)告知我們轉(zhuǎn)數(shù)為nW=1KW.h/3000r(1n假設(shè)再告知我們時間為tP=W/t(要留意單位是否配套：此時WKW.h；t取h位計算較便利)7、電功率學(xué)問要點：電功率是描述電流做功快慢的物理量。〔依據(jù)W=Pt以知道不能說電功率大，消耗的電能就多，還與時間有關(guān)系〕額定電壓：用電器正常工作時的電壓額定功率：用電器額定電壓下的電功率用電器的電功率與用電器兩端的電壓是有關(guān)系的。不同的實際電壓對應(yīng)著不同的實際功率。但用電器的額定電壓，額定功率是唯一的，不變的。假設(shè)告知你此時用電器正在正常工作，那我們可以知道：此時用電器的實際電壓就等于其額定電壓，其實際功率就等于其額定功率。燈泡的亮度取決于燈泡的實際電功率。實際電功率越大，燈泡就越亮。1000W器，微波爐，空調(diào)。在做測小燈泡電功率的試驗時，在測額定功率時，肯定要讓電壓表測小燈的電壓且示數(shù)為小燈泡的額定電壓，讓電流表測小燈泡的電流且示數(shù)為其額定電流，這樣用公式P=UI是小燈泡的額定電功率。試驗時，假設(shè)消滅燈不亮，電流表沒示數(shù)，電壓表有示數(shù)且較大的現(xiàn)象，則電路故障肯定是和電壓表并聯(lián)的小燈斷路了。測小燈泡電功率的試驗，可以得到的結(jié)論是：燈泡的實際功率與燈泡兩端的實際電壓有關(guān)。不同的實際電壓對應(yīng)著不同的實際電功率。因此在此試驗中，電功率不能求平均值。在測小燈泡電阻的試驗中，由于電阻與電壓，電流無關(guān)，是個定值，所以燈的電阻最終可通過求平均值來確定。在此試驗中每次算的電阻值可能會不一樣，導(dǎo)致電阻轉(zhuǎn)變的是燈絲的溫度，不是電流，電壓。而此試驗可得到的結(jié)論也就是：電阻與溫度有關(guān)。8、電壓表，電流表，滑動變阻器使用留意事項：電壓表：測誰的電壓就和誰并聯(lián)電流要正接線進(jìn)，負(fù)接線出選對量程電流表：測誰的電流就和誰串聯(lián)電流要正接線進(jìn)，負(fù)接線出選對量程電流表，電壓表的讀數(shù)：1、看所選的量程2、依所選量程確定分度值3、數(shù)小格。滑動變阻器：要一上一下接線調(diào)誰的電流就和誰串聯(lián)閉合開關(guān)前要把滑片滑至阻值最大處轉(zhuǎn)變定值電阻的阻值?；瑒幼冏杵鞯脑恚阂苿踊ㄟ^轉(zhuǎn)變接入電路電阻絲的長度，來轉(zhuǎn)變接入電路的電阻大小，進(jìn)而轉(zhuǎn)變電路中電流的大小。9、電與磁的復(fù)習(xí)要點：一、磁現(xiàn)象：磁體磁性最強的局部叫磁極。磁體的兩端磁性最強，中間磁性最弱。因此每一個磁體都有兩個磁極。懸吊的小磁針自由靜止時，指南的一端叫南極；指北的一端叫北極。因此說磁體有指南北的性質(zhì)?！材蠘O指南，北極指北〕磁體還有吸鐵的性質(zhì)：吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)。磁極間的相互作用規(guī)律是：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。磁懸浮列車就是利用同名磁極相互排斥的原理實現(xiàn)懸浮的。二、磁場：磁體的四周存在著磁場，磁極間的相互作用就是通過磁場實現(xiàn)的。磁場的根本性質(zhì)就是對放在它里面的磁體產(chǎn)生力的作用。磁場的方向：磁場中，小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向。磁感線：1、磁場是真實存在的，但磁感線是假想的，因此磁感線要用虛線畫2、磁體外部，磁感線總是從NS3、磁感線上任何一點的箭頭方向都和該點小磁針靜止時N極指向全都與該點磁場方向也全都4、磁感線可以是直的也可以是曲的，但都是閉合的，既不會相交也不會中斷，是立體分布的5、磁感線的疏密表示了磁場的強弱。地磁場：地磁兩極與地理兩極相反但不重合，地磁南極在地理北極四周，地磁北極在地理南極四周。留意：地球的外部磁感線是從地磁北極出來回到地磁南極的。三、電生磁：奧斯特試驗證明白通電導(dǎo)線〔電流〕的四周存在著磁場，磁場的方向跟電流的方向有關(guān)，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。電流磁效應(yīng)的應(yīng)用〔奧斯特試驗的應(yīng)用〕：電磁鐵以及以電磁鐵為主要構(gòu)造的元件或器械。如：電磁繼電器、揚聲器、聽筒〔相當(dāng)于揚聲器〕、電磁起重機等。通電螺線管的磁場與條形磁體的磁場一樣。但通電螺線管的磁極與電流的方向有關(guān)，當(dāng)螺線管中的電流方向轉(zhuǎn)變時，螺線管的N、S螺線管的磁極可以通過小磁針靜止時的N、S，也可以通過安培定則來確定?！惨粯印乘?、電磁鐵：插有鐵芯的螺線管。電磁鐵的工作原理：利用電流的磁效應(yīng)和通電螺線管中插有鐵芯后磁性增加的原理工作。電磁鐵的優(yōu)點：12、磁性強弱可3、N、S電磁鐵磁性強弱與那些因素有關(guān)：跟電流大小，有無鐵芯，和線圈匝數(shù)有關(guān)。電流越大磁性越強；線圈匝數(shù)越多，磁性越強。有鐵芯比沒鐵芯磁性強。五、電磁繼電器揚聲器：繼電器：利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接的掌握高電壓、強電流電路的裝置。電磁繼電器：利用電磁鐵來掌握工作電路的一種開關(guān)。其主要構(gòu)造有：電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點。其工作電路由低壓掌握電路和高壓工作電路兩局部組成。電磁繼電器工作原理：當(dāng)?shù)蛪赫莆针娐方油〞r，電磁鐵具有磁性，吸引銜鐵，使動觸點和靜觸點接觸，高壓工作電路接通。當(dāng)?shù)蛪赫莆针娐窋嚅_時，電磁鐵失去磁性，簧片將銜鐵拉回，切斷高壓工作電路。〔在表達(dá)電磁繼電器工作過程時首先要說低壓電路的工作與否，然后肯定要說清電磁鐵有無磁性，對銜鐵的作用，引起高壓電路的工作與否?！硴P聲器：揚聲器通溝通電時才會發(fā)聲。磁極間的相互作用使紙盆振動發(fā)聲。六、電動機：磁場對通電導(dǎo)線的作用：此試驗的顯著器材是電源〔要給導(dǎo)線通電〕。試驗證明：通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用，且力的方向與電流方向、磁感線方向有關(guān)。電流方向與磁感線方向二者變其一則力的方向變，二者皆變則力的方向不變。電動機：依據(jù)通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用原理制成。工作時把電能轉(zhuǎn)化為機械能。電動機換向器的作用：在線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時自動轉(zhuǎn)變線圈中的電流方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動下去?！卜駝t線圈將會轉(zhuǎn)回平衡位置〕七、磁生電：1831電磁感應(yīng)試驗最顯著的器材是：電流表〔用來檢測是否有電流產(chǎn)生〕。電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路的一局部導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：12、做切割磁感線運動〔斜切也行〕感應(yīng)電流的方向：跟導(dǎo)體運動方向和磁感