首先簡要介紹一下等勢法。我們知道,電路中各點均有相應的電勢,若存在等勢點,并假設這些點之間沒有導線連接,我們添加上導線後,會怎麼樣呢?顯然,由于導線兩端電勢相等,故導線中不會有電流通過,這樣就對原電路無任何影響。我們還知道,導線連接的各點可視為同一點。這就意味着,各個等勢點可視為同一點,電路結構不會因此改變。
舉個例子,如下圖:
A、B為等勢點
由于電路的對稱性,顯然A、B兩點為等勢點,我們可以把它們連接起來:
連接AB電路不變
簡化後,得到下圖:
與初始電路相同
和初始電路相比,似乎有所不同。但是如果求總等效電阻,或者流經每個電阻的電流大小,你會發現,這兩個電路本質上是完全相同的。
現在可以考慮正方體電路的等效電阻啦。如下圖,正方體電路中,每個電阻大小均為R,電流從對角點進出,試求其等效電阻。
經典的正方體電路問題
由于正方體的對稱性,顯然A1、B、D為一組等勢點,D1、B1、C為另一組等勢點。這是因為,它們各自和電流出入口相距一個電阻。參看下圖:
同顔色的電阻為并聯關系
3條紅色邊上的電阻,因A1、B、D可以看成同一點,實質上是并聯關系,3條綠色邊上的電阻同理也是并聯關系。其餘6條黑色邊上的電阻,一端接在紅邊上,另一端接在綠邊上,等同于兩端各自共點,故亦為并聯關系。所以整個正方體電路的等效電路如下圖所示:
等效電路
如此總等效電阻就好求了,結果為:R/3 R/6 R/3=5R/6。
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