例2 如图2所示,已知路端电压U=18 V,φD>φC,电容器C1=6 μF、C2=3 μF,电阻R1=6 Ω、R2=3 Ω.当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB等于多少?当S闭合时,电容器C1所带的电荷量改变了多少?
图2
答案 18 V 减少了3.6×10-5 C
解析 在电路中电容器C1、C2相当于断路.当S断开时,电路中无电流,B、C等势,A、D等势,
因此UAB=U=18 V.
当S断开时,UAC=18 V,电容器C1所带电荷量为Q1=C1UAC=6×10-6×18 C=1.08×10-4 C.
当S闭合时,电阻R1、R2导通,串联接在电路中,电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压,由串联电路的电压分配关系得
UAC′=U=×18 V=12 V
此时电容器C1所带电荷量为
Q1′=C1UAC′=6×10-6×12 C=7.2×10-5 C
电容器C1所带电荷量的变化量为
ΔQ=Q1′-Q1=-3.6×10-5 C
负号表示减少,即C1所带电荷量减少了3.6×10-5 C.
三、电路故障分析
1.故障种类及特点
电路故障一般有两种情况,即短路和断路.
(1)短路的特点:电路中有电流,但短路部分电压为零;被短路的用电器不工作,与之串联的用电器工作电流增大.
(2)断路的特点:在电源正常的情况下,断路部分电流为零,但断路处有电压,若干路断路则断路处电压等于电源电动势.
2.分析与检测方法
(1)电压表检测法
若电路断路,将电压表与电源并联,若有电压说明电源完好,然后将电压表逐段与电路并联,若某一段电路电压表指针偏转,说明该段电路中有断点.若电路短路,则用电压表逐段与电路并联,某一段电路电压表示数为零,则该段电路短路.
(2)欧姆表检测法