1、关于并同串反的深度分析一、介绍和文字表述:闭合电路中某一电阻发生变化,引起其他元件的电压电流功率的变化规律是:凡是与该电阻并联或者间接并联的电路元件,其变化的方向,与该电阻一致;凡是与该电阻串联或者间接串联的电路元件,其变化的方向,与该电阻的变化相反。(包括电压、电流、功率)。并同串反,是目前比较流行的一种针对电路动态变化的方法,很多同学甚至老师,在知道此 法之后,也不问为什么,就一律这样判断了,似乎电路的动态变化,被这一个词给概括,从此不用再去思考电路变化的因果关系了。这样有违我们学习的初衷,在某些时候也存在问题。作为大叔,同样是追求简捷快速的大叔,对于此法,有一定保留意见:作为考试非计算题
2、,在认真判断前提条件之后,可以使用此法;但是在平时缺少逻辑分析的锻炼,对学习的帮助并不大。第一次听说串反并同的同学们,首先要理解清楚的就是间接并联和间接串联的含义,这个词,是属于解题方法里面独创的名词。所谓间接,就是没有按照标准的形式串联或者并联,而是用类似串联或者并联的形式,与发生变化的电阻 Ro 产生联系如图:间接并联和间接串联图中 R1 与 Ro 是直接并联,很标准;R2 与 Ro:是 Ro 在并联 R1 之后,再与 R2 串联的,这就是间接串联。R3 与 Ro,是 Ro 在并联 R1 之后,再与 R2 串联后,再与它们并联的这就是间接并联。Ro 变大,则 U1、I1、P1、U3、I3、
3、P3 都变大,U2、I2、P2、电源的内压、内阻消耗功率、干路电流都将变小;反而反之。以上就是用该方法对电路动态的判断。大家一看就会,就不多讲了。二、其基本原理来由下面大叔介绍一下原理(由于对于任何电阻来说,U、I、P 的变化都是方向一致的,故以电 压为分析对象):1、首先,一切电路的电压分配关系,都是串联电路的电阻正比分配律为基础(包括其中的 并联电路,由于其内部支路电压就等于并联组的电压)。形成 Ux= *Rx/(Rx+R 定)的形式,其中 R 定指串联电路中固定未变的电阻和,Rx 指发生变化的电阻。即 Ux 正比于 Rx(/ Rx+R定)。2、其次,并联电路内某一支路电阻变化,引起的总电
4、阻的变化与其变化是一致的,也就是 说 Ro 变大,则并联组 Ro 和 R1 的总电阻也将变大。反之也一样。在上述两个原理基础上,Ro 变化后,对其他元件电压的影响,就可以用 Rx/(Rx+R 定)来进行分析,在数学上,这是一个 a/(a+b)的式子,其中 b 是固定值,a 变化。由数学知识,a/(a+b)=1- b/(a+b),其大小的变化,与 a 的变化相一致。所以,从数 学上说,“并同”。而 b/(a+b)作为与 Rx 具有串联或者间接串联关系的元件的电压表述形式,小学数学就可以证明,a 变大则 a/(a+b)变小。这也就是“串反”的数学依据三、其应用的前提条件以上就是并同串反的数学物理依
5、据,所以该方法可以用来判断动态的闭合电路,但是有前提条件:第一、变化的唯一性,也就是:整个电路中,只有这一个 Ro 在变化,其他元件的阻值都固定不变很容易理解,如果大家都在变化,那么就是一团乱,就得逐个分析了。第二、必须是在干线上有串联固定电阻(包括内阻 r 或者其他固定电阻),电源电动势 必须固定不能变化,否则,例如,即使 不变,但是无电源内阻 r,那么在 Ro 任何变化下,与干线直接并联的电阻 R,根本就不会“并同串反”,而是 U、I、P 都保持不变,原因很容易理解其电压= ,不会变化。当然,如果连 都变化的话,那就又更乱了。所以,满足以上前提条件的闭合电路,在动态分析中,才可以使用并同串反的方法。而且在 平时的练习中,不建议使用,因为它不利于提高对于电路原理和知识的有效把握,而是把电路分析表面形式化、孤立化了,不符合理性精神。