常见电路故障分析

来源 :初中生世界(初三物理) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lmd1028
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  电路故障的判断和排除是将物理知识和生活实践相联系的一个重要方面,在中考中也是一个考查的热点内容.电路故障一般分为短路和断路两大类.分析识别电路故障时,常常要根据电路中出现的各种反常现象(如灯泡不亮,电流表和电压表示数反常等),分析其发生的各种可能原因,再根据题中给出的其他条件和测试结果等进行综合分析,确定故障.许多同学平时这类题没少做,但考试时正确率仍较低,有的同学反映不知从何处下手.下面就和同学们谈谈对这类问题的处理.
  
  一、短路的判断
  
  1.串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路.
  2.把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路.
  
  二、开路的判断
  
  1.如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路开路.
  2.具体到哪一部分开路,有两种判断方式:
  ①把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压)处开路(电源除外);
  ②把电流表分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,则当时与电流表并联的部分断开了.
  
  三、典型故障的分析与判断
  
  1.用电器不工作
  诊断:⑴若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有用电器均不能工作,说明可能某处发生了断路;如果其他用电器仍在工作,说明该用电器被短路了.
  ⑵若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其他用电器仍在工作,说明该用电器所在的支路断路.
  


  例1 如图1,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮.某同学用一根导线去检查故障.他先将导线并联在灯L1两端,发现灯L2亮,然后再将导线并联在灯L2两端时,发现两灯均不亮.由此可以判断出().
  A.灯L1断路
  B.灯L1短路
  C.灯L2断路
  D.灯L2短路
  解析两灯均不亮,说明是断路.导线接在L1两端时L2亮,接在L2两端时L1不亮,说明是L1发生断路.故选A.
  2.电压表示数为零
  诊断:⑴电压表两接线柱以外的电路断路;
  ⑵电压表两接线柱间被短路(即导线上的电压为零).
  


  例2 如图2所示的电路中电源电压为3V,当闭合S后,发现其中一只灯亮,另一只灯不亮,用电压表分别测得AB间的电压为0V,BC间的电压为3V,造成这种现象的原因是__________;如发现L1、L2均不亮,用电压表测得AB间的电压为0V,BC间的电压为3V,造成这种现象的原因是___________.(故障只出现在两灯泡上)
  解析第一小问中只是其中一灯不亮,说明是短路,电压表接在AB间示数为零,说明短路是发生在AB之间即L1短路;第二小问中两灯均不亮,说明是断路,电压表接在AB间示数为零,说明是AB以外的电路发生了断路,即为L2断路.
  3.电流表示数为零
  诊断:
  ⑴电流表所在的回路上有断路.
  ⑵电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中).
  ⑶电流表被短路.
  4.电流表被烧坏
  诊断:
  ⑴电流表所在的电路发生了短路;
  ⑵电流表选用的量程太小.
  


  例3 在图3所示的电路中,闭合电键S灯L不亮,电压表V有示数.已知电路中各处均接触良好,除灯L和电阻R外,其余元件均完好.⑴请判断该电路中存在的故障可能是_____________________.(请将两种可能填写完整)⑵为进一步确定故障,小明同学将一个电流表正确串联在图3中所示的电路中,闭合电键S,观察电流表的示数情况.若电流表有示数,说明故障是_____________________;若电流表无示数,说明故障是_____________________.⑶为进一步确定故障,小华同学将图中的电压表V正确并联在灯L两端,请判断他能否查找出电路的故障,并说明理由_____________________.
  解析这是一道非常优秀、综合较高的电路故障判断题.闭合开关灯不亮,则故障发生有两种可能性,一种是灯泡短路,此时电路中只有一个定值电阻,则电压表有示数且为电源电压;另一种是灯泡没故障,而是电路断开,题目给定故障发生在灯泡或电阻上,那么只能是电阻断路,此时电压表示数也是电源电压.这两种故障一种是通路,一种是断路,用电流表有无示数即可判断.而用电压表并联在灯泡两端则无法判断,因为无论是两种故障中的哪一种,灯泡两端的电压都为零.答案:⑴灯L短路或电阻R断路;⑵灯L短路;电阻R断路;⑶不能判断,因为无论灯L短路或电阻R断路电压表的示数都为零,所以无法判断.
  
  四.家庭电路中常见的故障一般有以下几种:
  家庭照明电路在使用时免不了会出故障而导致用户不能用电,这给我们的生活带来诸多的不便.所以,了解一些常见的电路故障以及学会一些必要的判断、检修方法是非常必要的.这也可以培养我们运用所学知识解决实际问题的能力.家庭电路中的用电器一般来讲都是分布在各支路中的,所以在分析家庭电路的故障时,在考虑到家庭的特点的同时,结合并联电路的特点即可处理.
  (1)开路
  如灯丝断了;灯座、开关、拉线盒开路;熔丝熔断或进户线开路等.开路会造成用电器无电流通过而无法正常工作.
  (2)短路
   如接在灯座内两个接线柱的火线和零线相碰;插座或插头内两根接线相碰;火线和零线直接连接而造成短路.短路会把熔丝熔断而使整个照明电路断电,严重者会烧毁线路引起火灾.
  (3)过载
  电路中用电器的总功率过大或单个用电器的功率过大.产生的现象和后果如同短路.
  (4)电路接触不良
  如灯座、开关、挂线盒接触不良;熔丝接触不良;线路接头处接触不良等.这样会使灯忽明忽暗,用电器不能连续正常工作.
  家庭电路的检修往往借助于测电笔和“校验灯”,下面就两个例题来体会家庭电路的故障检修,希望对同学们有所启发.
  例4电工师傅常用一只标有“220V40W”的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图4所示.当只闭合S、S1时L0不亮;当只闭合S、S2时,L0和L2都呈暗红色;当只闭合S、S3时,L0正常发光.由此可以判断().
  


  A.L1所在的支路短路
  B.L2所在的支路断路
  C.L3所在的支路短路
  D.各支路均完好
  解析当只闭合S、S1时L0与L1串联,L0不亮,说明L1所在的支路断路;当只闭合S、S2时,L0和L2串联.都呈暗红色,说明两灯都不能正常发光,两灯都没有故障;当只闭合S、S3时,L0与L1串联,L0正常发光,说明L3短路.故选C.
  例5小明同学晚上做功课,把台灯插头插在书桌边的插座上,闭合台灯开关,发现台灯不亮.为了找出故障原因,他把台灯插头插入其他插座,发现台灯能正常发光,用测电笔插入书桌边的插座孔进行检查,发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光.故障原因可能是().
  A.进户线火线上的熔丝烧断
  B.进户线零线断了
  C.书桌边的插座与零线断开
  D.书桌边的插座与火线断开
  解析台灯插在其它插座上能正常发光说明进户线零线、火线都正常,故障只在插座所在的支路中.插座有一孔能使氖管发光,说明故障只能在另一孔所在线路中,而且只能是断路,因此选C.
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