變換開關連接 巧妙設計電路

王倫宇

電路設計類考題一直是中考熱點，而完成電路設計絕大多數(shù)情況是通過變換開關連接方式實現(xiàn)的，現(xiàn)分類例析如下，希望對同學們有所啟發(fā)。

一、利用單刀單擲開關設計電路

1. 只有一個單刀單擲開關時，如果要控制某個或某幾個電路元件，開關應與其串聯(lián)，當開關與某個或某幾個電路元件并聯(lián)時，能夠?qū)崿F(xiàn)開關閉合時用電器不工作的獨特控制功能。

例1 小明設計了一種停車位是否被占用的模擬提醒裝置：用指示燈L發(fā)光的亮和暗分別表示車位被占用和未被占用，車位被占用時控制開關S閉合。圖1中能實現(xiàn)此功能的是（ ）。

解析：由題意可知，車位被占用時控制開關S閉合，指示燈發(fā)亮光;車位未被占用時控制開關S斷開，指示燈發(fā)暗光。分析各選項可知選項A符合要求。

答案：A

2. 有兩個單刀單擲開關時，若用電器并聯(lián)，兩只開關分別控制兩條支路或一只開關控制干路，一只開關控制支路。若用電器串聯(lián)，它們的連接方式有三種：（1）兩只開關串聯(lián)或并聯(lián)后接入電路;（2）一只開關與某一用電器并聯(lián)，另一只開關串聯(lián)接入電路;（3）每一只開關分別與不同用電器并聯(lián)。

例2 設計一個病床呼叫電路。要求：開關S1控制指示燈L1和電鈴;開關S2控制指示燈L2和電鈴。請在圖2中連線，形成符合要求的完整電路圖。

解析：由題意可知，S1控制指示燈L1，S2控制指示燈L2，說明兩燈互不影響，即兩燈并聯(lián)，而兩個開關都能控制電鈴，所以電鈴應串聯(lián)在干路上。

答案：如圖3所示

3. 有三個或三個以上單刀單擲開關時，三只以上開關共同控制某個或幾個用電器，它們連接方式常見有以下4種方式：（1）各個開關相互串聯(lián)或并聯(lián);（2）各個開關分別與不同用電器并聯(lián);（3）多個開關先串聯(lián)后并聯(lián)再與干路開關串聯(lián);（4）多個開關先并聯(lián)后與干路開關串聯(lián)。

例3 汽車儀表盤上都有一指示燈，用它提醒司機車門是否關好。四扇車門相當于四個開關，四扇車門中只要有一扇車門沒關好（相當于一個開關斷開），該指示燈就會發(fā)光。圖4電路圖中，符合上述要求的是（ ）。

解析：開關沒有閉合燈就亮，開關都閉合燈就熄滅，顯然開關與燈是并聯(lián)的，且四個開關中任意一個未閉合指示燈會發(fā)光，故四個開關要串聯(lián)。

答案：D

二、利用單刀雙擲開關設計電路

通常情況下，要使任意一個開關都能控制燈泡的亮滅，不能通過兩個開關串聯(lián)或并聯(lián)實現(xiàn)，但可利用單刀雙擲開關巧妙連接電路來實現(xiàn);要使用電器由一種工作狀態(tài)自動切換到另一種狀態(tài)，也常利用單刀雙擲開關設計電路來實現(xiàn)。

例4 汽車轉(zhuǎn)向燈電路要求：左轉(zhuǎn)彎時只能左轉(zhuǎn)向燈亮，右轉(zhuǎn)彎時只能右轉(zhuǎn)向燈亮。不能出現(xiàn)操作轉(zhuǎn)向開關時，左、右轉(zhuǎn)向燈同時亮的情況。圖5中設計最合理的是（ ）。

解析：汽車的每一側(cè)各有兩個轉(zhuǎn)向燈，一共有4個燈泡。由題可知，左、右側(cè)的兩個燈泡都能獨立工作且互不影響（同一側(cè)的一個燈泡損壞時，另一燈泡仍然會發(fā)光），故每一側(cè)的兩個燈泡的連接方式是并聯(lián)的，選項A、C錯誤;由于在操作過程中，不能出現(xiàn)左、右轉(zhuǎn)向燈同時亮的情況，所以電路中只能有一個控制開關，選項B正確，選項D錯誤。

答案：B