如图所示,A接在黑箱电路图的左侧,B接在黑箱电路图的右侧,记住一个分析原则:无论黑箱种的电路是哪一种,甚至是既有串联又有并联的,AB段的总电压仍然是固定的。
串联的电路,它的工作原理很简单,电压被分配为了2份,并且是根据电阻分配的,但是电流是一样的。
并联的电路有所不同,它的电流分成了两个支流进入了不同的电阻,但是无论支流的电流有多大,电压仍然是和AB段的电压一样的。
从电压角度来看,并联电路的工作原理,更像是这样的:
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两个支流有各自独立的电流,但是由于都是单独处于AB之间的,所以电压是相等的。
电流的流动,和水管里水流的流动是类似的(与河流的流动有点区别,因为河流还涉及到了重力做功的问题)。水从水压高的地方流向水压低的地方,直到水压全部被水管的阻力损耗掉了为止。而且如果管路有分叉的话,水流也会分叉的。
电阻就相当于管路的阻力,而电阻是固定的,所以在串联电路中,电阻决定了通过该电阻的电压(因为电流相当于一条管子里的流水,是固定的),但在并联电路中,电阻决定了通过该电阻的电流(因为电压时相等的,而电流因为受到“阻力”的不同而发生了变化)。
所以,你要明白,如果串联,U(AB)=U(R1)+U(R2)=I·(R1+R2);如果并联,U(AB)=I1·R1=I2·R2。
还是那句话,找出电路上固定的两个点,将其中的部分抹掉(但要确保其中至少有用电器,不能存在短路的情况),两个点之间的电压是一样的。基于这句话,我们可以把黑箱中的电阻,统统都合并掉,串联的情况就简单了,两个电阻直接串成了一个大的电阻,其电阻就是他们的电阻之和:
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并联电阻就麻烦一点了,但是也可以被视为一个电阻,只是这个电阻的值,不是两个电阻R1与R2的简单加总,而是根据R1和R2计算出来的一个电阻,U=I1·R1=I2·R2,故总电阻R=U÷(I1+I2)=U÷(U÷R1+U÷R2)=(R1·R2)/(R1+R2)。
顺便提一下,黑箱种的任何一段电路,都是可以被视为一个总的用电器的,所以在解题遇到困难的时候,试试把复杂的电路简单化,合并成单个用电器。