浅谈电路基本元素在电路分析中的应用

摘要：本文从支路、结点、回路等电路基本元素出发，对电路的结构进行拆解和分析，并以元件串并联结构为例，利用电路基本元素对其进行准确判断。实践结果表明，电路基本元素可用于电路分析，可以加深学生对电路结构的认识和理解，从而在电路分析时提高准确率。

部分同学在分析电路时，首先想到的是套用一些电路分析方法，而并没有太多地关注电路的结构特点。正如我们与人交往时首先关注眼睛、鼻子、耳朵等外貌特征一样，当我们遇到不同的电路时，首先应该关注电路的结构特点，这也是我们区分不同电路的基本依据。支路、结点、回路作为电路中的基本元素，对我们了解、认识电路结构可以起到非常重要的作用。

1、利用电路基本元素观察电路结构

支路是指电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流，即支路和电流是一一对应的，一条支路对应一个电流。对支路的定义比较简单，在实际的电路分析中如何更加准确的把握，需要我们深入理解。从结构特点上看，支路存在于结点之间，换言之，任意的两个结点之间都可以找到支路。如图1所示，电动势E和内阻R0在同一条支路上，具有相同的电流，同时在两个元件之间没有出现结点。R1和R2在不同的支路上，对应不同的电流，比较直观的解释是：两个元件之间存在结点。我们在从结构的角度看，任意两个结点之间都可以找到支路，例如：A、B结点之间有一条支路，B、C结点之间有一条支路，等等。根据这些特征可以非常准确地观察、判断电路中的支路，而且不易犯错。

结点是指三条或三条以上支路的连接点。这里为什么是三条或者三条以上？因为两条支路是没有结点的，实际上只能算作一条支路。这里有一种特殊的情况，例如图1中的A结点和A’结点，按照定义都是结点，然而这两个结点之间没有元件，是等电位点，如果我们分析电路时不关注AA’支路上的电流，在分析过程中可以把这两个结点视为一个结点，相同的情况还有B结点和B’结点。

回路是指由支路组成的闭合路径。只要多条支路构成了闭合路径，即形成了回路。如果电路中只有一个回路，同时也是一条支路，那么回路中只有一个电流，通过所有元件的电流是一样的。这里值得注意的是，对于大部分的回路来说，由于是由不同的支路构成的，所以一个回路里面可能会存在多个电流，在电路分析过程中要尤其注意，避免犯错。

2、利用电路基本元素判断元件的串并联

在学习电路的过程中，学生对串并联的特点和一些结果比较清楚，例如串联的元件具有相同的电流、并联的元件具有相同的电压、串并联的总电阻、等等，然而在判断一些复杂电路中元件的串并联时，容易出现错误。这里，我们从电路中的基本元素出发，对串并联的结构特点进行分析。

对于串联的元件，具有相同的电流，从结构上来看，这些元件在同一条支路上，在这些元件之间是不会出现结点的，例如电动势E和内阻R0就是串联的，他们位于同一条支路。R1和R4、R4和R5都不是串联的，他们并不在同一條支路，而且元件中间存在结点。

对于并联的元件，具有相同的电压，从结构上来看，这些元件位于相同的两个结点之间，例如R1和R6都是位于A、B两个结点之间，表明R1和R6是并联的。接下来我们利用这种判断方法对易犯错的R1、R2和R4、R5两组元件进行分析。R1和R2不是位于两个相同的结点之间，R1位于A、B结点之间，R2位于A、C两个结点之间，那么R1和R2不是并联的。同理，R4和R5也不是并联的。

对图1做简单的变换获得图2所示的电路，根据串并联的结构特点，R1、R6、R2都位于A、B两个结点之间，因此R1、R6、R2是并联的;R4、R5都位于B、D两个结点之间，因此R4、R5是并联的;R1、R6、R2总电阻和R4、R5总电阻串联后接在A、D两个结点之间，同时我们发现R3也是位于A、D两个结点之间，因此它们之间也是并联的关系。从上述分析可见，从结构的角度对串并联进行分析，可操作性强，不易犯错。

3、总结

本文从支路、结点、回路等电路基本元素出发，对电路的结构进行拆解和分析，有助于学生更深入地理解、认识电路，从而在电路分析时提高准确率。同时，以元件串并联结构为例，利用电路基本元素对其进行准确判断。实践结果表明，电路基本元素可用于电路分析，可以加深学生对电路结构的认识和理解。

武汉外国语学校 张和方