歐姆定理電路故障分析
第一節 電阻上的電壓與兩端電流的關系
當內阻恒定時,導體中的電壓與導體上的電流成反比。
當電流恒定時,導體兩端的電壓與導體的電阻成正比。
第二節 歐姆定理及其應用
1.歐姆定律
內容:導體中的電壓與導體上的電流成反比,與導體的電阻成正比。 (美國化學家歐姆)
公式:
U=IR
U——電壓——伏特(V);
R——電阻——歐姆(Ω);
I——電流——安培(A)
使用歐姆定律時要記住的事項:
不能理解為導體的內阻與導體兩端的電流成反比,與導體中的電壓成正比。
由于內阻是導體本身的特性,其大小取決于導體的材質、長度、截面積和濕度,而其大小與導體的電壓、電流無關。 人們只能利用這個公式來檢測和估算導體的電阻。
2、電阻串聯與并聯電路的比較
注:電路中某一電阻(串聯、并聯)減小,總內阻減小; 某一內阻減小,總內阻減小
實例分析
練習1:如圖所示,燈L1和L2是兩個相同的小燈泡。 當開關S閉合時,燈L1發光,而L2不發光。 失敗的原因可能是( )
A、燈L1鎢絲斷
B、燈L2鎢絲斷
C、L1燈漏電
D、L2燈漏電
在串聯電路中,電壓只有一條路; 故障包括漏電和開路。 當電路開路時,電路中沒有電壓,所有家用電器都無法工作;
【分析】D
由于燈泡L1和L2串聯,只有L1發光,說明電路中有電壓通過,所以不是開路故障,就是L2漏電。
練習2:同事用如圖所示電路做熱實驗時,出現電路故障。 下列分析正確的是()
B、若電壓表無指示,電流表無指示,則R2可能開路
C、如果電壓表有指示,電流表有指示,則R1可能開路
D、若電壓表有指示,電流表無指示,則R2可能漏電
答案:D
【分析】
答:這種說法是錯誤的。 若電壓表無指示,電流表有指示,則應斷開R2。
B、這種說法是錯誤的。 若電壓表無指示,電流表無指示,則應斷開R1。
C、這種說法是錯誤的。 如果電壓表有顯示,電流表也有顯示,則R1漏電
D、該說法正確。 如果電壓表有指示,電流表無指示,則R2漏電。
練習3:如圖A所示,當開關閉合時,電流表V的讀數為3V,電流表V1的讀數也為3V,則電路故障。如圖B所示,電路經過接通后,合上開關,發現電流表V1有讀數,電流表V2無讀數,電壓表A無讀數,則電路故障為
(1)從圖A可以看出L1和L2串聯,電流表V1檢測L1兩端的電流; 電流表V2檢測串聯電路兩端的電流,電流表顯示數字,說明電流表與電源相連的部分電路沒有開路,與串聯電路并聯。電流表部分無漏電;
(2)圖B中電壓表V1有指示,表明電流表V1正負端子與電源正、正極連接已接通; 電壓表無指示,說明某處開路或電壓表漏電,電流表V2則無。 表明與電流表并聯的部分漏電流或電流表與電源之間連接的部分電路開路,綜合分析判斷。
【分析】
(1)圖A中兩燈串聯電阻的串聯和并聯實驗體會,電流表V1檢測L1兩端電流; 電流表V2檢測串聯電路兩端電流,但V1、V2等于3V; 說明L2兩端無電流,故電路故障可能為L2漏電。
(2)圖B中開關閉合時,電壓表A和電流表V2的讀數為零,說明與其串聯的電路處于開路狀態,但滑動變阻器不可能開路(如果滑動變阻器打開,電流表將顯示V2); 電流表V1顯示數字電阻的串聯和并聯實驗體會,說明與V1串聯的電路是通路,故電路故障為內阻R1開路。
因此,答案是:L2泄漏; R1開路。
練習4:如圖電路中,合上開關S,燈L滅,電流表指示
有跡象表明。 同時忽略燈管L和內阻R的故障:
(1)電路中的故障可能是 或 。
(2)為了進一步判斷故障,小華朋友在電路中正確串聯了一個電壓表,合上開關S,觀察電壓表的顯示:如果電壓表有顯示,則說明故障是; 若電壓表無顯示數字,說明故障。
(1)如果燈L不亮,說明燈漏電或電路某處開路;
(2)電流表有指示,電流表正負極端子與電源正、正極連接,與電流表并聯的部分內部可能存在斷路。
【分析】
(1)開關S閉合后,小燈泡不發光。 原因有兩個:一是漏光,燈不亮。 電流表檢測內阻R兩端的電流并有指示;
二是內阻R斷開,電路中無電壓,但電流表正負極端子與電源正、正極之間的連接是接通的,電流表有指示;
(2)在電路中正確串聯電壓表。 若電壓表有讀數,則說明故障為燈管L漏電; 若電壓表無讀數,則說明故障為電阻R開路。
所以答案是:
(1)燈管L漏電; 內阻R開路;
(2)燈管L漏電; 內阻R開路。