吴胜梅
江西省峡江县水边中学 331409
摘要:电路故障题是电学学习中的一种重要题型,主要包括断路和短路两种情况。怎样根据电路中出现的现象准确识别电路故障,并判断出电路中哪部分出现故障是有效解答相关问题的前提。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对初中物理电路故障分析提出了一些建议,仅供参考。
关键词:初中物理;电路故障;分析
引言
电路故障是指电路连接完成后,闭合开关通电时,发现整个电路或者部分电路无法正常工作的现象.电路故障主要有短路和断路两种类型.电路故障的分析判断,是初中物理电学学习的难点和重点,也是中考常考的一个热点内容,分析识别电路故障时,要根据电路中出现的各种反常现象,如灯泡不亮,电流表和电压表示数反常等;本文分析电路发生故障的各种可能原因,归纳判断方法,提高课堂教学效率和学生分析问题解决问题的能力。
一、电路连接错误类型及判断方法
(一)接线柱连接错误
(1)如果电压表和电流表的正、负接线柱接反,会导致电表指针向相反方向偏转,可能会损坏电表.(2)如果是滑动变阻器接线柱连接错误,会导致滑动变阻器没有变阻作用(连接两个下端接线柱,连人最大电阻),或滑动变阻器没有起到保护电路的作用(连接两个上端接线柱,连人电路中的电阻值为零)。
(二)电压表、电流表位置接错
(1)如果在连接电路时电流表与电压表的位置互换,会导致电压表示数几乎为电源电压,电流表几乎无示数,电路元件不工作.(2)在测量小灯泡(或定值电阻)的电阻时,因滑动变阻器通常与小灯泡(或定值电阻)串联,如果电压表接在滑动变阻器两端,则会出现电压表示数变大,电流表示数变小的现象。
二、电路故障的分类
(一)短路现象
短路分为电源短路与用电器短路。电源短路,是指电流不经过用电器而直接流回电源,导致电路中电流过大的现象。短路具体表现在电源或用电器等被电阻极小的导体,如导线、电流表等,因并联而产生的电路故障,短路是极其不希望出现的故障之一。如果电源短路的话,所有用电器不工作,电源会被烧坏;如果是用电器短路的话,被短路的用电器不工作,除被短路的用电器以外的用电器、电表是工作的,电源也是完好的。
(二)断路故障
断路故障的特征是:电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流(或电流表指针几乎不动),则电路是断路.若电路中电压表有示数,则电压表两接线柱间断路;若电压表无示数,则电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路.2.造成断路的主要原因有:(1)是连接电路时,导线与接线柱之间接触不良;(2)是由于电流过大电路被烧断,比如灯丝被烧断;3是将电压表串联在电路中(或串联一个阻值过大的电阻),因为电压表的内阻过大,造成电路中电流过小,以致电流表指针几乎不动。
二、电路故障的判断
(一)利用导线(或电流表)与故障部分并联
利用导线(或电流表)与故障部分并联判断法,此方法是将导线与电路中出现故障的部分并联,如果原来故障部分重新工作,说明被导线并联的部分出现断路。由于导线与故障部分并联,所以这种判断故障的方法不适用于并联电路,否则电路会出现短路现象。
(二)短路判断
当电路中发生短路故障时,根据短路所在位置可以分为电源短路和电路元件短路(局部短路)两种情况.1.在串联电路中,若某一电路元件发生短路,则该元件不工作(电表短路则电表无示数,灯泡短路则灯泡不亮,滑动变阻器短路则无变阻作用),其他电路元件仍工作,还会出现正常工作的电流表示数增大、灯泡变亮等现象.2.在并联电路中,若支路上有多个电路元件,且其中某一电路元件发生短路,则该元件不工作,元件所在支路会出现与串联电路短路相似的现象,其他支路不受影响;若支路上只有一个电路元件,并发生短路,则该支路不工作,与该支路并联的支路也无法正常工作,此种情况如果干路中没有其他用电器,还有可能引起电源短路。
(三)利用小灯泡与故障部分并联
利用小灯泡与故障部分并联,如果小灯泡工作,说明与小灯泡并联部分的故障是断路;相反,如果小灯泡不工作,则说明与小灯泡并联部分的故障电路是短路,或与小灯泡并联部分以外的部分电路是断路。在串联电路中,短路时整个电路有电流,电路短路的部分两端的电压为零,其他部分两端的电压不为零;断路时整个电路无电流,电路断路部分两端的电压为电源电压,其他部分的电压为零.在并联电路中,发生在干路中的短路与断路,情况与串联电路相同,发生在支路上的短路会引起其他支路无法正常工作,发生在支路上的断路则不影响其他支路正常工作。
结束语
电路故障的识别与判断的关键是理解串并联电路特点,根据用电器工作情况、电表示数变化等因素对电路故障进行判断,进而深化对电路规律的理解。串联电路中,断路部位的电压等于电源电压,其它完好部位两端电压为0V;短路部位的电压等于0V,其它完好部位两端有电压,且电压之和等于电源电压.不管“短路、断路”成因是多么复杂,其实质却很简单,我们可以认为“短路”的用电器实质就是电阻很小,相当于一根导线,“断路”的用电器实质就是电流无法通过相当于断开的电键.在分析中用导线代替“短路”的用电器,用断开的电键代替“断路”的用电器,往往会收到意想不到的效果。
参考文献
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