怎么设计电路图?简单基础电路图设计讲解

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能够利用学习过物理知识解释问题只是掌握知识的第一步，更高的阶段就是利用学过的物理知识解决问题或创造，电路设计题就是锻炼我们同学们的智慧了。当然，有法可寻。首先，要会识别电路是串联、并联、还是局短（短接），当然只限2个用电器的情况。闭合所有开关，用电器都工作，电路一定是串联或并联；只有一个用电器工作，电路一定是局部短路，因为不工作的用电器被闭合的开关短路了。串联和并联的识别可以用以下方法：(1)定义法：分析电路中用电器的连接方法，如果电路中各用电器是逐个顺次连接起来的，且用电器互相影响的电路就是串联电路；如果用电器并列连接起来接在电路两点之间(首相连，尾相连)，且各自能独立工作，互不影响的电路就是并联电路.(2)电流法：让电流从电源正极流出，电流只有一条路径通过各用电器回到电源负极，途中不分流，这个电路一定是串联；若电流在某处分成几条支路，且每条支路上只有一个用电器，再在某点处汇成一股电流，则这几个用电器就是并联.(3)拆除法：拆除法是识别较复杂的电路的一种重要方法.因为在串联电路中各用电器互相影响，并联电路中各用电器互不影响，因此在串联电路中，拆除任何一个用电器，其他用电器就没有电流通过无法工作；在并联电路中，拆除任何一个用电器，其他用电器中仍有电流通过可正常工作.拆除法就是根据这两点，逐个拆除电路中的用电器，根据电路中其他用电器中有无电流通过来识别电路的连接方式.(4)短路法：用导线将某一用电器短路，若其他用电器仍能工作，这几个用电器是串联；若其他用电器都不能工作，则这几个用电器是并联.(5)节点法：在识别不规范的电路时，不论导线有多长，只要这两点间没有电流、用电器，导线两端点就可以看成同一点，从而找出各用电器两端的公共点.

设计电路时，首先要注意用电器与用电器间的连接关系：一个用电器的断开与闭合，如果影响另一个用电器的通断，则这两个用电器之间是串联连接的，否则，这两个用电器之间是并联连接的。用电器之间的连接关系是对整个电路整体结构的把握，所以在设计电路时要首先明确。其次要注意开关与用电器间的关系：开关闭合用电器工作，开关断开用电器不工作，则开关与用电器间一定是串联连接的，不过这个时候，开关可能串联在用电器所在的支路上，也可能在干路上，两者的区别在于：在支路上的开关只会影响开关所在支路用电器的通断，而在干路上的开关却还会影响其他支路用电器的工作，或影响整个电路的通断。明确了用电器与用电器之间的关系、开关与用电器之间的关系，则可以试着画出电路图，再根据已知条件修改和完善，直至完全符合题设条件。

例1. 现有一个电池组、两个开关（S1及S2）和两盏电灯（L1及L2），请你设计一个电路。要求：S1闭合时L1亮，L2不亮；S2闭合时L2亮，L1不亮。

解析：由题目的条件可知，闭合S1时L1就亮；闭合S2时L2就亮，两灯互不影响，据此可知L1、L2是并联连接的，同时S1与L1串联，S2与L2串联，两开关各在一条支路上。电路如图1所示。

例2. 实验室里有一个电池组，两只小灯泡L1和L2，两个开关S1和S2，导线若干。请你设计一个电路，要求：当S1和S2都闭合时，两灯均发光；若只闭合S1，则仅L1发光；断开S1闭合S2时两灯均不发光，试画出符合要求的电路图。

解析：只闭合S1时，L1能发光，说明L1和L2是并联连接的，断开S1闭合S2时两灯均不发光，说明S1是在干路上的开关，S2是控制支路的开关，因为L1只受S1控制，所以S2是控制L2所在支路的开关，这样符合上述要求的电路如图2所示。

图2

例3. 给你下列器材：一个低压电池组、一只小灯泡、一只开关、一只电铃和若干细导线，请你设计一自动放养奶牛的装置图。要求：用细线将牛群围住，合上开关后，当牛在圈内吃草时，小屋内灯亮而铃不响；当有牛碰断了细导线到圈外时，电铃便会响起来，放牛的人能及时发现。

解析：开关闭合灯亮，则开关与灯是串联连接的；线断铃响，则碰断的线与铃是并联的。碰断线时，开关仍闭合，电铃响，则说明整个电路仍是通路。因为电铃被短接了，若电铃与灯是并联连接，则整个电路会短路，所以电铃与灯只能是串联连接。这样符合上述要求的电路应是如图3所示，再根据题目的要求画出更合题意的电路图，如图4所示。

图3 图4

在设计电路时，一方面要由题意知道用电器与用电器之间的连接关系，这样就整体上把握了电路的结构。另一方面也要明确开关与用电器的连接关系，明确了这两方面的知识后，就能画出符合题意的电路图。

请你试着用上述方法，完成如下两道习题。

1. 有一个电源、两个开关、两个灯泡、一个电铃和导线若干，将它们组成电路，要求开关S1闭合时，灯L1亮，电铃响；开关S2闭合时，灯L2亮，电铃不响，画出这个电路图。

2. 电冰箱里有两个用电器：一是压缩机（即电动机），二是照明电灯。当冰箱内的温度高于一定值时，自动开关闭合，使压缩机开始制冷；当冰箱内的温度低于一定值时，自动开关自动断开，压缩机便停止制冷。无论压缩机工作与否，当打开冰箱门时，里面的灯就亮，当关闭冰箱门时，灯就熄灭。请你据此在图5中画出冰箱的连接电路图。

图5

参考答案：

1. 如图6所示。

图6

2. 如图7所示。

图7

王栋春

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