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摘 要: 端点法以标定电阻两端为起始步骤,然后通过程序化的步骤进行电路的串并联识别及整理,此法对电路图形识读的依赖度小,可作为计算机识读串并联电路的程序开发思路。
关键词: 端点法 串并联电路 识别作用
端点法的目的是识别电路中各电阻的串并联关系,应用对象是电阻电路,方法核心是三个步骤的循环操作,第一步为端点标定及整理,第二步为端点分析,第三步为串并联整理。下面结合图1电路进行详细说明。
1.第一步——端点标定及整理
如图1,按第一步操作后的图2,此时可将各电阻用表格1中“组件”列的形式表示,如R可表示为[CRD],带下划线的两个字符表示该电阻的两个端点。此步骤完成后,接下来的各步骤可脱离电路图进行了。
表格1
2.第二步——端点分析
在进行第二步时,将电路中出现的所有点罗列出来,如表格1中A到F各列,并对每个电阻的端点进行统计,如R的两端为C和D,则在C和D两项中打钩,接下来按照串并联的定义进行分析:当某点只出现两次时,则与该点相关的两个电阻为串联关系,此处注意全电路两端(例电路中为C和A)不作为串联连接点使用,表格1中D、E、F三个点各只出现了2次,得R和R为第1组串联关系、R和R为第2组串联、R和R为第3组串联(组别顺序任意);当两电阻共享两端时,这两个电阻为并联关系,表格1中R和R的共享AC两端,故R和R为并联,将这两个电阻的识别结果记录为第1组并联。
3.第三步——串并联整理
在第三步串并联整理中按照串联电阻相“ ”、并联电阻相“//”的表达规则对各组串并联进行合并整理,重写表达式,如第三组串联中的[BRF]和[ARF]整理为[BRF] [FRA],最终整理结果如表格1中的“整理结果”列所示,至此第一轮三步骤操作结束。此处需注意四个地方,一是R的表达式按串联各点顺序进行了调整;二是整理后的表达式中两端为A和B,故下划线也有调整;三是R这个电阻被两组串联关系共享,可按照一个电阻只参与等效变换一次的规则,分两步进行整理,也可按定义直接将R、R、R进行串联整理,四是未参与组别归类的电阻保留原组件表达式。
4.三步骤的重复操作
接下来就是第二轮的三步骤重复操作了,将表格1的整理结果作为表格2中的“组件”列,重复三个步骤得整理结果,如表格2所示。本轮操作中需注意两个地方,一是并联合并整理时,注意统一端点顺序,如[BRC]调整为[CRB],与前述串联整理时的调整相同,目的是准确记录各点的连接顺序,二是第2组并联整理时,在[ARF] [FRB]外加上了小括号,目的是确定表达式识读时的优先顺序,另外识别结果也进行了简化。
表格2
然后是第三轮三步骤操作,如表格3所示,此处注意A和C虽然也只出现了2次,但由于A、C为全电路两端,不作串联连接点处理,故识别结果中只列出了以B为连接点的一组串联关系。
表格3
5.整理电路图
最终整理结果表达式在识读时可参照数学表达式中的“ ”、“×”和括号的优先顺序关系,本文已将“[ ]”符号用于表达单个电阻,应区别对待。根据式1可得规则电路,如图3。
6.端点法的特点
端点法的最终结果表达式中保留了各电阻端点的连接顺序信息,且表达式为单行式,利于计算机程序认读。
由于在各电阻端点标定完成后即可脱离电路图进行后续步骤的操作,故减少了人工识读时受到的图形干扰,尤其是不规则电路,且后续步骤可按部就班,具可操作性。
端点法在使用时可按需取用相关要素,如仅需求解等效电阻而忽略连接细节,则各“组件”无需标注两端,整理结果也随之从简,如式1可表达为式2。
人工整理电路时,组件和整理结果可直接作图表示,如表格1、表格2、表格3的整理结果可分别直接用图4、图5、图6表示,此时,无需式1即可直接得到整理后的电路。
参考文献:
[1]支林毅.识别串、并联电路的五种方法[J].新课程(中学版),2011(2).
关键词: 端点法 串并联电路 识别作用
端点法的目的是识别电路中各电阻的串并联关系,应用对象是电阻电路,方法核心是三个步骤的循环操作,第一步为端点标定及整理,第二步为端点分析,第三步为串并联整理。下面结合图1电路进行详细说明。
1.第一步——端点标定及整理
如图1,按第一步操作后的图2,此时可将各电阻用表格1中“组件”列的形式表示,如R可表示为[CRD],带下划线的两个字符表示该电阻的两个端点。此步骤完成后,接下来的各步骤可脱离电路图进行了。
表格1
2.第二步——端点分析
在进行第二步时,将电路中出现的所有点罗列出来,如表格1中A到F各列,并对每个电阻的端点进行统计,如R的两端为C和D,则在C和D两项中打钩,接下来按照串并联的定义进行分析:当某点只出现两次时,则与该点相关的两个电阻为串联关系,此处注意全电路两端(例电路中为C和A)不作为串联连接点使用,表格1中D、E、F三个点各只出现了2次,得R和R为第1组串联关系、R和R为第2组串联、R和R为第3组串联(组别顺序任意);当两电阻共享两端时,这两个电阻为并联关系,表格1中R和R的共享AC两端,故R和R为并联,将这两个电阻的识别结果记录为第1组并联。
3.第三步——串并联整理
在第三步串并联整理中按照串联电阻相“ ”、并联电阻相“//”的表达规则对各组串并联进行合并整理,重写表达式,如第三组串联中的[BRF]和[ARF]整理为[BRF] [FRA],最终整理结果如表格1中的“整理结果”列所示,至此第一轮三步骤操作结束。此处需注意四个地方,一是R的表达式按串联各点顺序进行了调整;二是整理后的表达式中两端为A和B,故下划线也有调整;三是R这个电阻被两组串联关系共享,可按照一个电阻只参与等效变换一次的规则,分两步进行整理,也可按定义直接将R、R、R进行串联整理,四是未参与组别归类的电阻保留原组件表达式。
4.三步骤的重复操作
接下来就是第二轮的三步骤重复操作了,将表格1的整理结果作为表格2中的“组件”列,重复三个步骤得整理结果,如表格2所示。本轮操作中需注意两个地方,一是并联合并整理时,注意统一端点顺序,如[BRC]调整为[CRB],与前述串联整理时的调整相同,目的是准确记录各点的连接顺序,二是第2组并联整理时,在[ARF] [FRB]外加上了小括号,目的是确定表达式识读时的优先顺序,另外识别结果也进行了简化。
表格2
然后是第三轮三步骤操作,如表格3所示,此处注意A和C虽然也只出现了2次,但由于A、C为全电路两端,不作串联连接点处理,故识别结果中只列出了以B为连接点的一组串联关系。
表格3
5.整理电路图
最终整理结果表达式在识读时可参照数学表达式中的“ ”、“×”和括号的优先顺序关系,本文已将“[ ]”符号用于表达单个电阻,应区别对待。根据式1可得规则电路,如图3。
6.端点法的特点
端点法的最终结果表达式中保留了各电阻端点的连接顺序信息,且表达式为单行式,利于计算机程序认读。
由于在各电阻端点标定完成后即可脱离电路图进行后续步骤的操作,故减少了人工识读时受到的图形干扰,尤其是不规则电路,且后续步骤可按部就班,具可操作性。
端点法在使用时可按需取用相关要素,如仅需求解等效电阻而忽略连接细节,则各“组件”无需标注两端,整理结果也随之从简,如式1可表达为式2。
人工整理电路时,组件和整理结果可直接作图表示,如表格1、表格2、表格3的整理结果可分别直接用图4、图5、图6表示,此时,无需式1即可直接得到整理后的电路。
参考文献:
[1]支林毅.识别串、并联电路的五种方法[J].新课程(中学版),2011(2).