电路故障类型及查找方法的分析

知识讲解:
电路故障的分析
　　1、电路故障类型，主要有两种--------短路和断路。
　　2、短路：电源短路和用电器短路两种。
　　①电源短路：指导线不经过用电器而直接接到了电源的两极上。导致电路中电流过大，从而烧坏电源。这种情况是绝对不允许的。如图两种情况，一种是开关闭合，导线直接接到电源两极上；另一种是开关闭合，电流表直接接到了电源两极上。
　 　　　　　　　　　　　　　　　　
　　②用电器短路：指的是串联的多个用电器中的一个或多个（当然不是全部）在电路中不起作用，这种情况是由于接线的原因或者电路发生故障引起的。这种情况一般不会造成较大的破坏。
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　闭合开关，灯泡L₁、L₂发光，当用一根导线并接到A、B两点之间，灯泡L₂熄灭，灯泡L₁变亮。此时灯泡L₂中没有电流流过，电流从电源正极流到A点后，只经过导线流到B点，再流过L₁，回到电源负极。
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　3、断路，指电路断开的情况，可能是由于接触问题或者电流过大把用电器烧毁引起的。

查找电路故障的方法
　　使用电压表、电流表、小灯泡、导线等都可以判断故障所在。
　　方法一、电压表检测法
　　实验一：模拟灯L₁短路的情形，闭合开关，观察到灯L₂发光，且亮度变亮，电流表示数变大，电压表无示数（被短路）；
　　实验二：模拟灯L₁断路的情形，将灯L₁从灯座上取下来，闭合开关，观察到灯L₂熄灭，电流表无示数，电压表示数变大，为电源电压。

　　1　在电学实验中，遇到断路时，常用电压表来检测。某同学连接了如图1所示的电路，闭合开关S后，发现灯不亮，为检查电路故障，他用电压表进行测量，结果是U_ae=3V,U_ab=0,U_bd=0,U_de=3V。则此电路的故障可能是（ ）
　　A．开关S接触不良
　　B．小灯泡灯丝断了
　　C．d、e间出现断路
　　D．e、f间出现断路

　　分析：观察电路，灯泡和定值电阻串联，闭合开关S后，发现灯不亮，说明发生断路故障。用电压表测量时，表与被测元件并联，相当于在被测元件旁又使电流有了一条路径。若被测元件通路，由于电压表电阻很大，等效于开路，对电路无影响，其示数为零；若被测元件断路，电流不能从元件通过，只能从电压表通过，因电压表的电阻很大，这个电流很小，灯泡不亮，但电压表有示数，且近似等于电源电压。本题中电压表测得U_ae=3V,，说明电源可提供3V电压；U_ab=0,U_bd=0,说明a、d两点之间无断路，Ude=3V,说明故障在d、e两点之间且为断路。选择C。
　　答案：C

　　方法二、导线检测法
　　2 如图所示，闭合开关S时，灯泡L₁、L₂都不亮，用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮；接触b、c两点时，两灯都不亮；接触c、d两点时，两灯都亮。则（ ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　A．灯断路　　　　 B．灯断路　　　　　C．灯短路 　　　　D．开关S断路

　　分析：闭合开关S时，灯泡L₁、L₂都不亮，说明电路发生断路故障。用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮，说明断路故障发生在灯L₂和开关上；接触b、c两点时，两灯都不亮；说明断路故障发生在灯L₁和开关上；接触c、d两点时，两灯都亮，排除灯泡故障，说明开关S断路，故选D。

　　方法三、电流表检测法
　　电流表、小灯泡的检测法与导线相似，电流表检测时要防止造成电源短路。

　　方法四、校验灯检测法
　　3、如图所示，闭合开关S时，灯泡L₁、L₂都不亮，用一盏校验灯并联在L₁的两端时三盏灯都不亮；并联在L₂的两端时，L₁、L灯都亮。则（ ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　A．灯断路 　　　B．灯断路　　　　C．灯短路 　　　　D．开关S断路

　　分析：闭合开关S时，灯泡L₁、L₂都不亮，说明电路发生断路故障。用一盏校验灯并联在L₁的两端时三盏灯都不亮；说明可能是L₂断了，并联在L₂的两端时，L₁、L灯亮。说明L₁没断。

典型练习题
　　1．如图所示的电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6V，产生这一现象的原因可能是（ ）
　　A．灯处短路　　　　　　 B．灯处短路
　　C．灯处断路 　　　　　　D．灯处断路

　　分析:本题的关键点是明确电压表的测量对象,利用多种方法
　　例如电流流向法分析出电压表测的是灯L₁ 的电压,再根据 电源电压为6V，当开关S闭合后，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6V，可以判断故障是短路,因为短路处无电压,所以灯处短路。
　　答案:B

　　2．如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S后，灯、都发光。一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数不变，产生这一现象的原因可能是（ ）
　　A．灯短路
　　B．灯短路
　　C．灯断路
　　D．灯断路

　　分析:这是一道并联电路的故障问题,由于并联电路的特点是各支路互不影响,所以故障比较容易识别,但有表的识别仍是此类题的关键,结合本题,依电流流向法，电流表测的是灯L₁ 的电流, 所以只有灯L₂突然熄灭，电流表、电压表的示数会不变.
　　答案:D