「名師在線」簡單電路的設計與連接

無論是在生活中，還是在實驗室中，我們在連接電路時都是按照一定的要求進行的，有時有電路圖，有時沒有．對於沒有電路圖的連接，應先設計電路圖，然後根據電路圖進行連接．

一、簡單電路圖的設計方法

所謂電路設計，就是按要求確定電路中的各元件的位置，即確定開關、用電器、電錶等在電路中的位置．

例題1　兩個電鈴並聯在電池組上，用兩個開關Ｓ↓１、Ｓ↓２進行控制．當Ｓ↓１、Ｓ↓２都閉合時，兩電鈴都發聲；Ｓ↓１閉合、Ｓ↓２斷開，只有一個電鈴發聲；如果Ｓ↓１斷開、Ｓ↓２閉合，兩電鈴都不發聲．試畫出設計的電路圖．

解析：這個題目要求的電路中有兩個開關、兩個電鈴和一個電池組，因此，就是要確定電鈴和開關在電路中的具體位置．

1．根據題目條件，確定是串聯還是並聯，畫出方框，如圖1所示．

圖1

本題中已明確說明是並聯，所以先畫出圖1中方框圖b．如果要求中沒有明確說明，要根據要求進行分析後畫方框圖．

2．按要求逐個添加元件（用電器、開關、電錶等）．

「兩個電鈴並聯在電池組上」，所以分別在兩條上各畫上一個電鈴，如圖２．

圖2

3．用「假設法」確定開關的位置．

「用兩個開關Ｓ↓１、Ｓ↓２進行控制」，說明電路中要接兩個開關，至於位置暫時不能確定，但只能有四個位置可接，如圖3所示的①、②、③和④，然後根據題意逐一確定．

「當Ｓ↓１、Ｓ↓２都閉合時，兩電鈴都發聲」，說明當Ｓ↓１、Ｓ↓２都閉合時，兩電鈴都有電流通過，這時仍不能判斷Ｓ↓１、Ｓ↓２的具體位置，還是如圖3所示．

圖3

「Ｓ↓１閉合、Ｓ↓２斷開，只有一個電鈴發聲」說明一電鈴上有電流通過，另一電鈴上無電流通過．因此，Ｓ↓２只能在支路上，Ｓ↓１可能在幹路或支路上．即Ｓ２只能在③或④的位置上（注意：S↓2在③就不能在④，如果這裡電鈴有標號的話，就可以通過對應關係具體確定）．

「如果Ｓ↓１斷開、Ｓ↓２閉合，兩電鈴都不發聲」，說明幹路斷開，因此，Ｓ↓１只能在幹路上，因為Ｓ↓１在另一支路上時，幹路上無開關，Ｓ↓２閉合時成為通路，不會出現兩電鈴都不發聲的現象．

4．根據上述判斷畫出確定的電路圖4．

圖4

Ｓ↓１在①或②都可，因為它們都在幹路上，效果相同．

答案：如圖4所示．

點撥：設計電路圖的關鍵的先判斷出是並聯還是串聯，然後確定用電器和開關，最後再根據電錶和滑動變阻器的作用加入它們．

二、連接電路的方法——「電流路徑」法

所謂「電流路徑」法即先找到電路圖中電流的路徑．如果電流只有一條路徑而沒有分支，則是串聯電路，可以從電源正極開始（當然也可以從負極開始，不過這樣無法沿電流的方向），沿著電流的方向逐個順次把每個元件連接起來，最後連回電源的負極．如果電源有若干條路徑，即有若干條支路，則為並聯電路．

例題2 按照圖5給出的電路圖把右邊的實物連成電路．（要求連接時，導線不許交叉）

圖5

解析：從電路圖中可知此電路為並聯電路，現根據上面的方法進行連接．

第一步 因為實物中有三節電池，先把它們串聯後引出兩個線頭（一個為正極，一個為負極），從正極畫一條線到開關S↓2的右接線柱上，再從S↓2的左接線柱畫出一條線到電燈L↓1的右接線柱上，然後從電燈L↓1的左接線柱畫線到開關S↓1的左接線柱，最後把開關S↓1的右接線柱和電池組的負極相連．

第二步 把開關S↓3的右接線柱和L2的左接線柱相連，餘下S3的左接線柱和L↓2的右接線柱，再把S3的左接線柱併到第一步連好的電路中L↓1（或S↓1）的左接線柱上，把L↓2的右接線柱併到S2的右接線柱上．這樣實物連線就連接完成．

答案：如圖6所示．

圖6

點撥：對於並聯電路可採用兩種方法：一是先把一條支路和幹路當成串聯電路，按照串聯電路的方法進行連接，把另一條支路上的元件串聯起來，餘下的兩個接線柱併到相應的位置（上面的方法就是用的這種）；二是先將各條支路分別較好，再把連好的各支路並在一起，然後將其作為一個整體連入幹路中．

在分析電路熟練後，就可以從電源的一極出發依次連接各元件，遇到分支即分線，遇到匯合即合併，直到連到另一極．

三、綜合應用

例題3 如圖7給出了幾種元件，請在圖上用鉛筆連線表示導線把電路元件連接起來，要求L↓1與L↓2並聯，且用滑動變阻器控制通過L↓1的電流大小（要求連線不能交叉）．

圖7

解析：先根據題意設計出電路圖（圖8），然後按照「電流路徑」法進行連接．

圖8

答案：如圖9所示．

圖9

點撥：本題中沒有點明的位置，一般應畫（連）在幹路上；對於連接並聯電路，一般應先內（與幹路較近的支路）後外，這樣導線就不容易交叉；電路在連接時，應把導線連在電路元件的接線柱（電源的正負極）上，不能畫在表示導線的連線中間．