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第66章 电路故障的排解

人们将电源用电器、电键和导线连接成电流的通路统称为电路。当电路中有用电器或电表发生断路或短路、导线连接不牢时,电路都可能出现故障。此时,故障分析是一种逆向思维的问题,它要求从看到的现象去分析发生这个故障的原因。下面的故障可能是你学习、生活中会遇到的情况,请你先自己分析一下,然后再对照答案。

某同学用两只完全相同的灯泡L1和L2做串联电路实验,他把两灯泡串联后接在6伏的电池组两极。闭合电键K后若发现下述各种故障,问题出在哪儿?

(1)两灯泡一样亮,而伏特表的显示数为4伏。

因为两灯泡串联,又一样亮,说明它们的电功率和电流强度都相同,可知,两灯泡的电压应相同。而电源电压为6伏,伏特表的示数为4伏,那么,两灯电压之和为8伏,大于电源电压,显然这是不可能的。惟一的结论是灯泡K两端只有2伏的电压,而两灯一样亮和电压不等又是矛盾的。这一矛盾的出现就是电路故障造成的。

从两灯一样亮可以判断,真正加在L1灯上的工作电压一定也是2伏,那么伏特表多出来的数值是因为L1和L2连接处、或L1和伏特表、电键的连接处有很大的接触电阻,只要对这两处进行检查,就可排除这一故障。

(2)若伏特表的示数为零,电路故障可能在哪里?

伏特表和灯L1并联,由欧姆定律可知,U=IR,伏特表示数为零只有两种可能:

其一是,电路中电流强度为零,即电路断路,那么可能是灯泡L2、安培表或导线连接处断路所致。只要用一根完好的导线,依次和上述各处并联一下,在哪儿并联时伏特表有了示数,问题就出在哪儿。

其二是灯泡L1的电阻为零,即L1被短路。即使电路中有电流,伏特表的示数也为零。但这时灯泡L2一定工作、安培表的示数一定不为零,从这两点能对电路故障是否是这一类型迅速作出判断。

(3)若安培表没有示数,伏特表有较大示数,电路故障又在哪儿?

伏特表有较大示数,说明有电流从伏特表通过。这时干路中一定有电流流过,则电源、电键、伏特表、灯泡L2、安培表组成了闭合电路。由于伏特表本身电阻极大,因而通过这一闭路的电流极小,安培表无法显示,灯泡L2的灯丝不能炽热发光。这只能是灯L1断路所造成的故障。电流表电流表,又称“安培表”,是测量电路中电流大小的工具,主要采用磁电系电表的测量机构。电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。电流表内部有一永磁体,在极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,弹簧各连接电流表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接,在转轴相对于电流表的前端,有一个指针。当有电流通过时,电流沿弹簧、转轴通过磁场,电流切割磁感线,所以受磁场力的作用,使线圈发生偏转,带动转轴、指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。这叫磁电式电流表,就是我们平时实验室里用的那种。