2.实验电路故障的判断思路
因为实验时—般要用电流表或电压表,有时两者都用,故实验电路故障的分析一般是根据电路中电表(电流表和电压表的统称)的示数情况来判断的.
首先,用电流表来判断电路是断路还是短路,这是因为电流表是串联在电路中,只有一条通路,而电压表是并联在电路中,有可能与电压表并联的用电器断路而被电压表接通.因此,在有故障的电路中,若电流表有示数,说明是闭合电路,这时电路的故障只能是短路而不能是断路;反之,若电流表无示数,电路只能是断路而不能是短路(当然这样的结论是在排除电流表自身故障的情况下得出的).
其次,再用电压表来判断故障位置.若电压表有示数,说明和电源连通,构成了回路,如果这时电路的故障是短路,短路只能发生在电压表两连接点之外(见图2),因为短路如果发生在电压表两连接点的跨度之内,这时的短路不仅会导致此处用电器被短路,同时也使电压表被短路,电压表不可能有示数;如果电路故障是断路,当电压表有示数时,断路只能发生在电压表两接点之内,若断路发生在两连接点之外,电压表就会和电源断开,这样电压表就不会有示数.
图2
综上所述,可将含有电表电路故障的分析思路归纳如下:
上图中“有”、“无”分别代表电表有无示数;“内”、“外”分别表示电路中故障发生在电压表两接点之内还是之外.
例5(茂名)如图3所示电路,当开关S闭合后,灯L↓1、L↓2均正常发光,电流表和电压表均有示数.过一会儿,两灯突然熄灭,电流表示数为零、电压表示数变大,可能发生的故障是(
)
A.L↓1断路
B.电流表断路
C.L↓2断路
D.L↓1短路
图3
本题中两灯都不亮,先判断出是断路,再根据电压表有读数,说明L↓1没有断路,只能是L2断路.
根据前面得出的结论和题意分析.因电流表示数为零,说明电路某处断路.又因电压表有示数且偏大,说明此时的故障(断路)只能发生在电压表两接点之内.所以,电路故障只能是电灯L2断路.
故选C.
此题考查了用电流表、电压表来判断电路故障,对两表的用法和特征要会运用.使用完好的电流表检验电路故障时,将电流表与用电器串联,闭合开关,若电流表有示数,说明串联的用电器短路;若没有示数,说明串联的用电器断路.电压表示数增大,原因有两个:与之并联的导体断路,与之串联的导体短路.
例6(营口)如图4所示的电路中,电压表示数为零,灯泡L↓1、L↓2均不亮,如果把电压表改接在L↓1两端,示数为2.8V,如果把电压表改接在电源两端,示数也为2.8V,则该电路的故障是(
)
A.L↓1断路
B.L↓2断路
C.L↓1短路
D.L↓2短路
图4
两灯都不亮,说明没有电流从任何一盏灯通过,因此不可能是一盏灯短路,另一盏灯完好,具体原因根据电压表有无示数判断.
如果L↓1断路,L↓1和L↓2都不发光,图中电压表并联在L2两端,则电压表与电源的两端不相连,电压表无示数;将电压表并联在L↓1两端时,电压表示数为2.8V,则电压表串联在电路中测电源电压;如果把电压表改接在电源两端,示数也为2.8V,进一步说明了电压表并联在L↓1两端时电压表测电源电压,故A符合题意;如果L↓2断路,L↓1和L↓2都不发光,电压表并联在L↓2两端,则电压表与电源的两端相连,电压表有示数,故B不符合题意;如果L↓1短路或L2短路,其中一个灯泡会发光,所以C、D不符合题意.
故选A.
用电压表判断电路故障时,如果有示数,说明与电压表串联的元件是完好的;如果无示数,说明与电压表串联的元件有断路,或与电压表并联的元件短路.
例7如图5所示,由一个电阻和一个电灯组成的串联电路,其电阻完好,电路连接情况正确,但电灯不亮.若分别提供电流表或电压表,你将怎样判断电路中的故障?
图5
根据题意,电阻完好且电路连接正确,电灯不亮的原因只能发生在电灯泡自身.在故障检查中,
如果只提供了电流表,则将电流表串联接入电路中.若电流表有示数,说明电路是通的,故障是电灯泡被短路;若电流表无示数,说明电路中出现了断路,这时断路只有可能发生在电灯处(有可能是灯丝断了或者灯泡与灯座接触不良).
如果只给了电压表,有两种方法:
(1)将电压表并联在电阻两端,因电阻完好,若电压表有示数,则可能是电压表两接点之外短路,即电灯泡可能被短路,若电压表无示数,则说明电灯泡处出现了断路现象.
(2)将电压表并联在电灯泡两端,若电压表有示数,说明两接点之内没有短路现象,这时电路中的故障只能是电灯断路;若电压表无示数,则说明两接点之内有短路现象,即电灯被短路.
练习题
8.如图6所示,电源电压恒为12V,当开关闭合时,电压表示数为12V,这一现象说明()
A.灯泡L、电阻R↓1和R↓2都是好的.
B.灯泡L、电阻R↓1和R↓2都是坏的.
C.电阻R↓1和R↓2是好的,但灯丝断了.
D.灯泡灯丝是好的,电阻R↓1和R↓2都是坏的或其中一个是坏的
图7
图6
9.如图7所示电路,当开关闭合后,灯泡不亮,电流表无示数,用电压表测量ab及cd间的电压值均为零,而测ad及cd时均有电压.根据上述情况,故障的原因可能是_____.
图7
10.如图8所示是测小灯泡电阻的电路图.闭合开关后,灯泡正常发光,电压表示数正常,但电流表指针不动.这可能是()
A.电流表已烧坏,电路不通.
B.电流表完好,但电路未接通.
C.电流表接线短路.
D.灯泡接线短路.
图9
图8
11.如图9所示,用电压表测小灯泡L1两端的电压,S闭合后,发现电压表读数为零,对于这一现象,下列猜测肯定错误的是()
图9
A.灯L↓1断路
B.灯L↓1短路
C.灯L↓2断路
D.电压表内部断路
12.如图10所示,开关S闭合后,小灯泡不发光,电流表无示数.这时用电压表测得a、b两点间和c、d两点间的电压均为零,而a、d间和b、c间的电压均不为零,下列判断正确的()
A.电源接线柱接触不良.
B.开关的触片或接线柱接触不良.
C.电流表接线柱接触不良.
D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良.
图11
图10
13.(达州)如图11所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L↓1和L↓2都正常发光,一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电压表和电流表示数都不变,则故障原因可能是(
)
图11
A.灯L↓1短路.
B.灯L↓2短路.
C.灯L↓1断路.
D.灯L↓2断路.