淺談電路基本元素在電路分析中的應用

摘要：本文從支路、結點、回路等電路基本元素出發，對電路的結構進行拆解和分析，并以元件串并聯結構為例，利用電路基本元素對其進行準確判斷。實踐結果表明，電路基本元素可用于電路分析，可以加深學生對電路結構的認識和理解，從而在電路分析時提高準確率。

部分同學在分析電路時，首先想到的是套用一些電路分析方法，而并沒有太多地關注電路的結構特點。正如我們與人交往時首先關注眼睛、鼻子、耳朵等外貌特征一樣，當我們遇到不同的電路時，首先應該關注電路的結構特點，這也是我們區分不同電路的基本依據。支路、結點、回路作為電路中的基本元素，對我們了解、認識電路結構可以起到非常重要的作用。

1、利用電路基本元素觀察電路結構

支路是指電路中的每一個分支。一條支路流過一個電流，稱為支路電流，即支路和電流是一一對應的，一條支路對應一個電流。對支路的定義比較簡單，在實際的電路分析中如何更加準確的把握，需要我們深入理解。從結構特點上看，支路存在于結點之間，換言之，任意的兩個結點之間都可以找到支路。如圖1所示，電動勢E和內阻R0在同一條支路上，具有相同的電流，同時在兩個元件之間沒有出現結點。R1和R2在不同的支路上，對應不同的電流，比較直觀的解釋是：兩個元件之間存在結點。我們在從結構的角度看，任意兩個結點之間都可以找到支路，例如：A、B結點之間有一條支路，B、C結點之間有一條支路，等等。根據這些特征可以非常準確地觀察、判斷電路中的支路，而且不易犯錯。

結點是指三條或三條以上支路的連接點。這里為什么是三條或者三條以上？因為兩條支路是沒有結點的，實際上只能算作一條支路。這里有一種特殊的情況，例如圖1中的A結點和A’結點，按照定義都是結點，然而這兩個結點之間沒有元件，是等電位點，如果我們分析電路時不關注AA’支路上的電流，在分析過程中可以把這兩個結點視為一個結點，相同的情況還有B結點和B’結點。

回路是指由支路組成的閉合路徑。只要多條支路構成了閉合路徑，即形成了回路。如果電路中只有一個回路，同時也是一條支路，那么回路中只有一個電流，通過所有元件的電流是一樣的。這里值得注意的是，對于大部分的回路來說，由于是由不同的支路構成的，所以一個回路里面可能會存在多個電流，在電路分析過程中要尤其注意，避免犯錯。

2、利用電路基本元素判斷元件的串并聯

在學習電路的過程中，學生對串并聯的特點和一些結果比較清楚，例如串聯的元件具有相同的電流、并聯的元件具有相同的電壓、串并聯的總電阻、等等，然而在判斷一些復雜電路中元件的串并聯時，容易出現錯誤。這里，我們從電路中的基本元素出發，對串并聯的結構特點進行分析。

對于串聯的元件，具有相同的電流，從結構上來看，這些元件在同一條支路上，在這些元件之間是不會出現結點的，例如電動勢E和內阻R0就是串聯的，他們位于同一條支路。R1和R4、R4和R5都不是串聯的，他們并不在同一條支路，而且元件中間存在結點。

對于并聯的元件，具有相同的電壓，從結構上來看，這些元件位于相同的兩個結點之間，例如R1和R6都是位于A、B兩個結點之間，表明R1和R6是并聯的。接下來我們利用這種判斷方法對易犯錯的R1、R2和R4、R5兩組元件進行分析。R1和R2不是位于兩個相同的結點之間，R1位于A、B結點之間，R2位于A、C兩個結點之間，那么R1和R2不是并聯的。同理，R4和R5也不是并聯的。

對圖1做簡單的變換獲得圖2所示的電路，根據串并聯的結構特點，R1、R6、R2都位于A、B兩個結點之間，因此R1、R6、R2是并聯的;R4、R5都位于B、D兩個結點之間，因此R4、R5是并聯的;R1、R6、R2總電阻和R4、R5總電阻串聯后接在A、D兩個結點之間，同時我們發現R3也是位于A、D兩個結點之間，因此它們之間也是并聯的關系。從上述分析可見，從結構的角度對串并聯進行分析，可操作性強，不易犯錯。

3、總結

本文從支路、結點、回路等電路基本元素出發，對電路的結構進行拆解和分析，有助于學生更深入地理解、認識電路，從而在電路分析時提高準確率。同時，以元件串并聯結構為例，利用電路基本元素對其進行準確判斷。實踐結果表明，電路基本元素可用于電路分析，可以加深學生對電路結構的認識和理解。

張和方 武漢外國語學校