直流电路分析方法总结【推荐4篇】
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直流电路分析方法总结【第一篇】
直流电路分析方法总结
直流电路是电路学中最基本的内容,学好直流电路这一章节对《电路基础》典型的电路分析方法进行总结和比较,为大家分享了直流电路分析方法,欢迎借鉴!
解决复杂直流电路问题的基本依据是两类约束:第一约束是拓扑约束——基尔霍夫定律(节点电流定律——KCL与回路电压定律KVL),第二约束是元件约束——电阻元件、电源元件及受控元件的伏安关系(VCR)。
同一电路可用不同的分析方法,计算出同一结果。例如支路电流法——是以支路电流为变量,列写出电路的KCL与KVL方程组,最后求解联立方程得到电路的各支路电流及其电压。与此相应,还有支路电压法。这两种方法共同的不足之处是:当电路的支路数目较多时,列写方程和求解联立方程都比较繁琐,而且容易出错。采用节点分析法与网孔分析法,可减少分析、计算电路所需独立方程的数目,而且具有普遍的适用性;而使用叠加定理与戴维南定理,可简化电路的分析、计算。现谈谈运用“节点分析法、网孔分析法和叠加定理、戴维南定理”的方法:
1 节点电压分析法
第一,要掌握“节点电压分析法”,必须理清如下几个概念:“节点”、“节点电压”、“自电阻”与“互电阻”
第二,掌握“节点电压法”的解题步骤:
1)对于n个节点的电路,选定参考节点(并用接地符号标志),标出其余(n-1)个独立节点的符号;
2)对于(n-1)个独立节点,以节点电压为未知量,列出节点电压表示的每个节点电流方程;其中列写用节点电压表示的节点电流方程的规律可归纳如下:
本节点的节点电压×本节点所有自电导之和+相邻节点的节点电压×本节点与相邻节点间所有互电导之和=本节点所有有源支路的电流源的代数和。(其中:电流源IS流入为正,流出为负;而电压源uS必须转换为电流源IS)。
3)将所列的节点电流方程联立成方程组,求解得到(n-1)个节点电压;
4)用节点电压表示求出各支路电流(支路两端的节点电压之差除以该支路上的电阻)。
2 网孔电流分析法
第一,要掌握“网孔电流分析法”,必须理清如下几个概念:“网孔”、“独立回路”。
第二,掌握“网孔电流分析法”的解题步骤:
1)选定网孔,确定其绕行方向,并在电路图上标明网孔电流及其参考方向。网孔数l=b-(n-1),其中b为支路数,n为节点数。若全部网孔电流均选为顺时针(或反时针)方向,则网孔方程的全部互电阻项均取负号。其实,自阻为正时,互阻的正负取决于流过互阻的`两个相关网孔电流方向是否一致,若一致为正,反之为负。
2)对于l个网孔,以网孔电流为未知量,列出网孔电流表示的各回路电压KVL方程;其中列写用网孔电流表示的各回路电压方程的规律可归纳如下:
本网孔的网孔电流×本网孔所有自电阻之和+相邻网孔的网孔电流×本网孔与相邻网孔间所有互电阻之和=本网孔所有电压源的电压代数和。(其中:电压源的电压US的方向与网孔电流一致时为正,相反为负)
3)将所列的回路电压方程联立成方程组,求解得到l个网孔电流;
4)用网孔电流表示求出各支路电流,VCR方程,求得各支路电压。
3 叠加定理
只要是一个线性电路,当它有多个电源共同作用时,多个电源在电路中产生的响应,均可看作是各个电源单独作用下在电路中产生的响应的叠加。
第一,要掌握“叠加定理”,必须理清如下几个概念:“线性电路”、“线性元件”。
第二,掌握“叠加定理”的解题步骤:
1)分清该电路是否属于线性电路,并数清该电路的作用电源数及在图上标出各支路电流;
2)然后由各个电源单独作用时,求出各支路电流,并分别在图上标出;
3)各支路电流等于各个电源单独作用时各支路电流的代数和。
4 戴维南定理
第一,要掌握“戴维南定理”,必须理清如下几个概念:“单口网络”、“二端网络”、“有源二端网络”、“无源二端网络”。
第二,掌握“戴维南定理”的解题步骤:
1)将电路分为一个有源二端网络与待求支路两部分,并将待求支路断开,求有源二端网络的开路电压Uab;
2)将有源二端网络的所有电源置零处理(理想电压源US短路处理,理想电流源Is开路处理),使有源二端网络端成为一个无源二端网络,然后应用电阻的串、并联公式或Y、Δ变换求出无源二端网络的入端电阻R入,等效为开路电阻Rab;
3)将有源二端网络的开路电压Uab作为等效电源的电压US,开路电阻Rab作为等效电压源的内阻RS,用US和RS相串联组成戴维南等效电路,代替原来有源二端网络,然后接上待求支路,利用欧姆定律可求出待求支路上的电流及其电压。
总之,对于同一电路,可用不同的分析方法,得出相同的结果。掌握好分析电路的方法和基本定理,可让我们更熟练应用于各种电路的分析、列写电流与电压方程、计算出电路各支路的电压与电流,达到学习电路分析的目的。
初中物理电路分析方法【第二篇】
初中的物理知识主要是学习电路流通,接下来给同学们讲解电路的分析方法。
01电路连接有两种基本方法──串联和并联。
02串联电路的连接特点:整个电路只有一条电流的路径,各个电器依次相连,没有分支点。
03并联电路的连接特点:由干路和几条支路组成,有分支点,每条支路都和主干路形成回路,有几条支路就有几个回路。
04串联电路的工作特点:各个电器相互影响,电路中若有一个电器不运作,其余的电器也随之无法运作。
05并联电路的工作特点:各个电器之间相互不影响,即使某一条支路中的电器不运作,其他支路的电器仍能运作。
06串联电路的开关控制:开关的控制作用与其在电路中的位置无关,即使开关位置发生改变,也不会对电路的控制作用产生影响。
07并联电路的开关控制:主干路开关的作用与支路开关的作用并不相同,主干路的开关是总开关,控制整个电路,而支路开关只控制其所在的电路。
电流和电路教材分析【第三篇】
电流和电路的教学,教师们都有丰富的实践经验。本文力图从“新”这个角度浅谈第五章教材的各种功能以及对课程实施的建议,仅供参考。
一、充分体现新课程标准的理念
1.教材力求贴近学生生活,使学生从生活走向物理,从物理走向社会。
第一节开始用一个小实验迈入电学门槛,编者用了贴近生活的三种用电器──灯泡、电机、门铃,让学生“想想做做”,目的在于感知、领略电的美妙之处(一按开关,灯亮了,电机转了,门铃响了),引发学生的兴趣,尝试成功的喜悦,产生强烈求知欲。从而引入下文──灯亮是因为有电流流过灯泡。
学习电流方向后,教材简介了二极管的单向导电,以及发光二极管。这个知识的安插,是因为它的应用在日常生活中处处可见,只求学生了解,无需详细学习。再如电池一节,编者用彩色照片出示了学生常见的锌银电池、充电电池、手机电池等。此类的知识可鼓励学生在生活中观察、上网学习、调查研究、查询资料,以拓宽学生的知识面。教师要转变观念:“不是课本上的所有知识都在课堂中学,也不是只有讲过的内容才算学过”。
2.教材中体现了两个“渗透”。
(1)将科学技术的新成就渗透于教材之中,从而体现从物理走向社会。例如空气开关,光敏、声敏电阻的应用,生物电,漏电保护器。对于这类的知识既不能视而不见,也不能重点讲述。完全可以利用课前、课后五分钟或黑板报中的物理园地,课外小组的活动,由有专长的学生开办讲座、发表小论文,以发挥他们的特长,还可达到张扬个性的目的。
(2)物理概念的渗透。新教材第一节短短的六行字中便出现了“电流”“导线导电”“金属中有大量自由电子”等过去需两三节课才能讲清楚的知识。在电路一节中提到“电能”,这些学生“知其然不知其所以然”的知识,教材也打破常规,采用了渗透的方式让学生逐渐深入了解,教师只要做到“无需言传,只求意会”的教学境界即可。
教材在初二第一学期最后一章安排了“电流和电路”的学习,本身也体现了“教材本身不过分强调学科的逻辑特点”,而注重基于学以致用的兴趣,从有利于学生认识规律和探究出发,设计教材结构。在学习了电流和电路后,接着安排了第五节“家庭电路”,分明是从学生生活需要出发,上述宗旨体现得更为明显。
3.注重探究,注重教学方式多样化。
(1)本教材有两个探究:串联电路和并联电路中电流的特点。
这两个探究旨在:
A.引发学生提出问题的兴趣和善于发问质疑的良好习惯;
B.鼓励学生拟订简单的科学探究计划和实验方案;
C.培养学生从物理现象和实验中处理信息的能力;
D.体验科学探究的乐趣,领悟科学探究的思想和精神。
这两个探究的特点:
A.是经历了7个探究后的又两次探究。
B.是最完整,最规范、难易程度最理想的探究过程。
C.无论探究过程的提示,还是探究过程的难度,都体现了由易到难、由具体到独立的循序渐进原则。
D.必须有电流知识、电流表的使用做铺垫才能达成的探究。
E.课程内容、目标对串并联电路电流的特点没做任何要求,因此是个典型的以知识为载体,重过程、轻结果的探究。
F.明显提出评估和交流合作的探究。
G.是集培养动手操作能力和探究能力于一体的载体。
因此这两个探究是本章的两个重点。了解上述探究宗旨和特点,抓住机会,学生的。探究能力才会有飞跃。
(2)这里建议增加两个课外探究。
一是探究物质的导电性能:利用电流表或者小灯泡、两个小碳棒、电池、导线、开关,检测铅笔盒中的尺、铅芯、圆规、纽扣、布、厨房中的盐水、醋、水、油等物质的导电性能。并写出实验报告,谈出自己的见解。
二是调查了解人体上的生物电:请教老中医,查询资料,注意电视节目的有关内容、医疗器材的原理,了解人体的脉络、人体电流、脉络能量等生物电知识。注意各学科间的渗透。
(3)课本中出现了各种形式的栏目,如“想想做做”“动手动脑学物理”“小资料”“科学世界”,目的是提倡多种方式学物理。非课程标准中的知识可采用各种活泼的教学形式,通过不同的途径培养学生的学习能力和学习兴趣。
例如,对于“科学世界”,可以在学生自学的基础上举行小博士解读活动。对于“动手动脑学物理”,则可以要求学生课下动手做实验、开辩论会、进行小论文交流等各种形式的学习。这些非标准的知识不再是我们教学中的绊脚石,反而成为我们向学生传授“方法”的载体。需要指出的是这些知识的传播是一种渗透过程,犹如我们在孩子渴望的心田里投下一块海绵,要他们自己去吸收更多的知识,使他们的学习变得更主动,以达到新课程标准的要求──培养学生终身的学习兴趣、追求真理的科学精神,提高学生的科学素质。
另外,新课程标准以更明确的形式告诉我们,教材如同参考书,只要我们了解了新课程标准的要求,完全可以不受教材束缚,形成一个有“个性”的教学模式,所以,教学研究对我们就更为重要了。
二、引发兴趣的笔墨重,且绚丽多彩
第五章的开篇语是“功勋卓越的电与磁”,这是学生经历了“有趣的声”“色彩斑澜的
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光”“形态各异的物质世界”4章学习后,更进一步感受到:物理不仅有趣,而且有用,有用到“电和磁”是人类文明发展的功勋。它为什么有这么高的“荣誉”?新颖的开篇语不仅使学生对物理的认识迈上一个台阶,并且激励学生主动开启这个既普及又神奇的科学殿堂。他们一旦步入电学殿堂,就会亲身体会到“电与磁”功不可没。第五章是整个电学的开篇,这就奠定了它的关键地位,赋予它重要的作用。良好的开端是成功的一半,而兴趣又是成功的敲门砖。教材充分体现了这一点,无论从语言的叙述还是到版面的设计及各种栏目的设置,都非常注重激发学生兴趣。例如,让人眼花缭乱线路板的彩照,引人入胜的开头语,那么多的为什么,精巧设计的想想做做、想想议议栏目……甚至电路元件照片与其电路符号的对应,都独具匠心地用大小两个圆呈现给学生使人感到活泼且生动;触电、急救的卡通彩图……更有“三线插头”“试电笔”“空气开关”……这些基于“学以致用”的知识的安插,给我们达成情感、态度和价值观的目标提供了素材。教师应从教材中挖掘这方面的功能,利用它们激发学生的兴趣,使学生在解决问题的探究过程中获得成功的喜悦,使其浓厚的学习兴趣顺水推舟地保持下去,这样,关键的第五章就能顺利通过。
(三)本章的知识网络
本章的主线是电流,教材紧紧抓住这个主线,将知识编织成串:从开始“灯泡亮了,因为有电流通过”“灯泡中的电流靠电流维护”“电流的方向”“电流的强弱及测量”“电流可否同时流入两个灯泡,流出后再汇合”(引入串并联电路)“探究串并联电路中电流的特点”。
清晰的主线又分出了电路的支线,其目的在于:1.使学生了解电路概念的建立是今后学习的需要;2.使学生了解电路是电流路径。
第一节课电流、电路内容齐头并进,显得知识跳跃、杂乱。但仔细分析,它体现了电流、电路的辩证关系,下面就是本章的知识网络。
教师更好地把握知识结构是达成目标、完成教学任务的前提。
三、教学目标
(一)知识与技能目标
1.知识目标。
(1)从能量的转化角度认识电源和用电器的作用。
(2)能说出生产、生活中应用简单串联或并联电路的事例。
(3)了解家庭电路和安全用电知识及安全用电意识。
2.技能目标。
(1)会读、会画简单的电路图、能连接简单的串联电路和并联电路。
(2)会使用电流表。
(二)过程与方法目标(前面已谈过,不再重复)
(三)情感、态度与价值观目标(见新课程标准)
知识技能目标与旧大纲相比要求普遍降低,知识点减少,这样给我们展现了一个宽阔的教学天地,不必担心讲不完怎么办,学不会怎么办。对于不属于课程标准中的知识可以利用各种形式学习。这些知识是铺垫,是载体,是拓宽,是在学习中获得学法的过程,是渗透的过程。
四、教学建议
1.用好51-4的彩图实验,这个实验虽很简单,但它的作用却很大。
(1)它得出了只有电路闭合才有电流的结论。
(2)起到承前启后的作用。电路中不接入电源是不会有电流的,从而引入本节第二个环节:电源和用电器。
2.电流的形成可以用拟人类比的方法展现给学生:在某马路两端挤满准备越野赛的同学,在没有任何命令前提下,他们杂乱无章地动,发令枪一响,恰似一个无形的推力施加于每一个可以移动的同学,于是他们都朝一个方向定向移动,马路上各处同时出现人流。这样再类比到自由电子的事定向移动,用这些拟人类比再配上卡通片、投影片,学生可在轻松的环境中领会电流的形成。
3.第三节常见的电流小数据,应引起足够的认识,学生应了解常用用电器的大致电流。例如,液晶显示器中的电流,手电筒中的电流,家用电路中的电流,以充实学生的生活经验。
4.关于两个探究,在课程目标中谈了许多。我认为下列问题应引起教师足够的重视。
(1)学生主动参与探究是探究成功的关键。
首先在探索前应设置一定的情景,促使学生质疑。古人云“小疑则小进,大疑则大进,疑者觉悟之机也,一番觉悟一番长进”。可见激发学生产生强烈的探索动机,对教学的成败和创造性人才的培养起重要作用。
例如,研究串联电路中电流特点,不妨将两个电阻不一样的小灯泡串入电路中,小灯泡的亮度明显不一样,教师充当错误者,造成假象。也可用类比水流、高速路上的车流展开讨论。讨论时最好树立对立面。学生要证明自己的猜想的正确,会产生强烈的探索欲望。
不管质疑的水平高低,教师都不能当灭火器,都要坚持的原则是:重过程,轻结果。只要学生动手、动脑参与了就要给予肯定和鼓励,以调动学生的积极性,维护学生的探求欲望。
学生在探求的过程中会遇到困难而气馁,合作不利而失去信心,教师在设计学生探究方案时必须考虑周全,抓住任何一个学生探求的闪光点进行激励,使他们自始至终保持浓厚的兴趣。
(2)学生积极思维是探究成功的保证。
初中生由于生理及心理特点,他们往往被一些有趣的现象所吸引,而忘记了探究的目的和对象。不善于动脑思维,这是探究成功的最大阻力。培养学生思维能力的方法是多种多样的,但要让学生思维活跃,关键是“诱”。该处的“诱”可以让学生猜想:或许他们会认为电荷越走越慢,电流越来越小;或许会认为电子经过用电器会消耗一部分,故出来后减小。挑起这些争论会打开学生的思路。
研究串联电路中电流特点的过程中,课本给出了研究的电路图,重点是数据的获得,以及分析数据得出结论。教师千万不能自觉或不自觉地包办代替,一定要让学生自己发表见解,哪怕是错了,也是正常现象。要让他们相信:错误、挫折和成功是形影相随、永不分离的!只要他们肯动手、动脑,就会走向成功。而对于并联电路中电流特点的探究,学生在了解了探究的程序的基础上,一切程序都可以放开,放开不等于自流,所以课堂开始如何调控学生的情绪和欲望是关键。教师要使课堂沉浸在浓厚的研讨氛围中,探究才能成功。
(3)尊重科学、实事求是是探究的精华。
实验中“凑数”是不少学生的不良习惯。由于种种原因,并联电路中干路电流与各支路电流的关系存在着误差是客观存在的,因此,教师要鼓励学生实事求是,对造成误差的原因进行简单分析,从各组实验数据中得出一个客观的、普遍的结论。只有从小养成尊重客观事实的科学品质,将来“重大发现”和发明才不能从你身边溜走。
在第五章教材教学的过程中,笔者悟出了:课本不仅仅是为教师教学服务的“教材”,更重要的是为学生终身发展服务的“学材”。作为一种新的尝试,还需不断在实践过程中积累、纠正,使之日臻完善。
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电路知识点总结【第四篇】
十一、电流的规律:
(1)串联电路:i=i1+i2;
(2)并联电路:i=i1+i2
方法提示
1.电流表的使用可总结为(一查两确认,两要两不要)
(1)一查:检查指针是否指在零刻度线上;
(2)两确认:①确认所选量程。②确认每个大格和每个小格表示的电流值。两要:一
要让电流表串联在被测电路中;二要让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出;③两不要:一不要让电流超过所选量程,二不要不经过用电器直接接在电源上。
在事先不知道电流的大小时,可以用试触法选择合适的量程。
2.根据串并联电路的特点求解有关问题的电路
(1)分析电路结构,识别各电路元件间的串联或并联;
(2)判断电流表测量的是哪段电路中的电流;
(3)根据串并联电路中的电流特点,按照题目给定的条件,求出待求的电流。
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