工程师必看,分析任何复杂电路都超简单(二)
时间: 2021-08-25作者:安服优

今天继续介绍复杂电路简化的其它几种方法:

几何变形法
几何变形法就是根据电路中的导线可以任意伸长、缩短、旋转或平移等特点,将给定的电路进行几何变形,进一步确定电路元件的连接关系,画出等效电路图。
作为最为常用的简化方法,应该说几何变形法师最不容易存在技术障碍的,而起使用的弊端在于,其简化的流程较为复杂,有时候需要多次的作图才能得到最终的简化图。


安服优硬件开发


解:使ac支路的导线缩短,电路进行几何变形可得图14,再使ac缩为一点,bd也缩为一点,明显地看出R1、R2和R5三者为并联,再与R4串联(图15)。

电阻拆除法
在面对复杂电路时,有时候为了简化分析流程,可以先忽略个别电阻:
根据串并联电路特点知,在串联电路中,撤去任何一个电阻,其它电阻无电流通过,则这些电阻是串联连接;
在并联电路中,撤去任何一个电阻,其它电阻仍有电流通过,则这些电阻是并联连接。
最后根据上述特点确定电阻的串并关系,从而最终再添上电阻。


安服优硬件开发


解:仍以图13为例,设电流由A端流入,B端流出,先撤去R2,由图16可知R1、R3有电流通过。再撤去电阻R1,由图17可知R2、R3仍有电流通过。同理撤去电阻R3时,R1、R2也有电流通过由并联电路的特点可知,R1、R2和R3并联,再与R4串联。

独立支路法
这是一种有意思的简化方法,堪称大招:
让电流从电源正极流出,在不重复经过同一元件的原则下,看其中有几条路流回电源的负极,则有几条独立支路。
未包含在独立支路内的剩余电阻按其两端的位置补上。应用这种方法时,选取独立支路要将导线包含进去。


安服优硬件开发


方案一:选取A—R2—R3—C—B为一条独立支路,A—R1—R5—B为另一条独立支路,剩余电阻R4接在D、C之间,如图19所示。
方案二:选取A—R1—D—R4—C—B为一条独立支路,再分别安排R2、R3和R5,的位置,构成等效电路图20。
方案三:选取A—R2—R3—C—R4—D—R5—B为一条独立支路,再把R1接到AD之间,导线接在C、B之间,如图21所示,结果仍无法直观判断电阻的串并联关系,所以选取独立支路时一定要将无阻导线包含进去。


安服优硬件开发


节点跨接法
将已知电路中各节点编号,按电势由高到低的顺序依次用1、2、3……数码标出来(接于电源正极的节点电势最高,接于电源负极的节点电势最低,等电势的节点用同一数码,并合并为一点)。
然后按电势的高低将各节点重新排布,再将各元件跨接到相对应的两节点之间,即可画出等效电路。
这个方法和等电势法比较的优势在于,不需要去分析等电视点,而只需要标出其物理位置即可。


安服优硬件开发


解.节点编号:如图22中所示。
节点排列:将1、23节点依次间隔地排列在一条直线上,如图23。
元件归位:对照图22,将R1、R2、R3、R4分别跨接在排列好的1、2得等效电路如图24。

电表补接法
若复杂的电路接有电表,在不计电流表A和电压表V的内阻影响时,由于电流表内阻为零,可摘去用一根无阻导线代替;由于电压表内阻极大,可摘去视为开路。用上述方法画出等效电 搞清连接关系后,再把电表补到电路对应的位置上。


安服优硬件开发


先将电流表去,用一根导线代摘替,再摘去电压表视为开路,得图26。然后根据图25把电流表和电压表补接到电路中的对应位置上,如图27所示。