识得庐山真面目

简化电路是中学生学习物理的一个难点，也是中学生应该掌握的一种技能。在许多情况下，将复杂电路简化是解题的关键。我们中学生只有掌握这一特殊技能，才能利用串、并联的基本特点对电路进行准确的分析和计算。在电路的简化中要把握以下原则：

（1）对于电路中的电流表和电压表，通常把电压表的电阻看作是无穷大，把电压表处当作开路；把电流表的电阻看作是0，把电流表处当作短路。

（2）同一电路中的导线可以看成是一点。

（3）在电路中若有等势点间的电阻，则它可以从电路中去掉，等势点可看成一点。

在把握以上原则的同时，常采用的电路简化方法有以下两种。

一、电流流向法

依据电流的流动方向，比如从电源的正极在外部电路中经电阻或用电器流向电源的负极，在节点处判定电流的走向，从而能够清楚地确定电阻的连接方式。

【例1】 如图1所示，电流表A1和A2的示数分别为0.6A和1.4A，若将R3和R4两电阻互换位置，则两电流表的示数不变，试求通过电阻R1的电流强度为多大？

图1 图2

分析：忽略电流表的内阻，假定电流从R1流入，到节点B分为两个支路：一是经电流表A1到D节点后，又分为两支路，分别经R3和R4流向E；二是经R2到C再经电流表A2到E。由此图1的电路图可等效为图2的电路图。

由图2可知，电流表A1显示的电流为电阻R3中的电流I3与电阻R4中的电流I4之和；电流表A2显示的电流是电阻R2中的电流I2与电阻R3中的电流I3之和。依题中所给的数据有：I3 + I4 = 0.6A，I2+I3 =1.4A ；

又由题述有R3与R4互换位置两电流表示数不变，即应有R3和R4中的电流应相等，故I4=I3 。

由上面三式联立方程解得：I2 = 1.1A ，I3 = I4 = 0.3A，

故I1=I2+I3+I4=1.7A。

二、等势节点法

将电路中的各电阻两端分别用字母来表示，标注时要注意相等电势的点可用相同的字母标出。将电阻合理摆放，把相同电势的点用同一根线来相连，形成一个节点，这样可达到简化电路的目的。

【例2】 如图3所示的四盏完全相同的灯泡连接到电路中，均不会烧毁，试比较它们的亮暗程度。

图3 图4

分析：将四盏灯的两端分别标上字母L1、L2、L3和L4，如图3所示。由于它们完全相同，也就是说它们的额定电压和额定电功率相同，故它们的电阻值也是相同的。将电势相等的点如A、C连成一点，并可将电路简化成如图4所示的电路图，这时我们可清楚地看到灯泡的连接，串并联电路一目了然。

由图4可知，四个灯泡的电功率分别为P1，P2， P3，和 P4，依据电路的特点，可计算出它们的电功率大小的关系为：P4>P3>P1=P2，

可知灯L4最亮。

【例3】 如图5，分析此电路的连接方式。

图5 图6 图7

这道题目是一道典型的题，我想可能每一位学生都会遇到过这种类型的题。首先，先寻找电势相同的点来进行标号，把电源的正极用A来标上，负极用B来标上，不经过电阻的同一导线的电势相等，故电阻R2和R3之间的点也用A来表示，电阻R1和R2之间的点用B来表示。然后我们把电阻R1、R2、R3放在相应的节点间，这样就由图6的电路图变为图7的电路图。我们可清楚地看出电阻R1、R2、R3都在节点A、B间，电阻R1、R2、R3之间为并联连接。

当然，以上并不是必须采用的简化方法。在学习中我们要勤于思考，熟练地掌握此项技能，这对关于电路及电学问题的学习是至关重要的，今后对于我们解决电路的有关问题也会起到一定的积极效果。