重新绘制复杂的原理图

通常，复杂的电路不会排列在漂亮、整洁、干净的示意图中供我们遵循。它们通常以这样的方式绘制，以至于很难确定哪些组件是串联的，哪些是彼此并联的。本节的目的是向您展示一种有助于以整洁有序的方式重新绘制电路原理图的方法。与求解串并联组合电路的降阶策略一样，它是一种比描述更容易演示的方法。

分析和简化复杂的电路图

让我们从以下（复杂的）电路图开始。也许这张图最初是由技术人员或工程师以这种方式绘制的。也许它是在有人追踪真实电路的电线和连接时绘制的。无论如何，这里都是丑陋的：

对于电路和电路图，电路中导线连接元件的长度和布线无关紧要。 （实际上，在某些交流电路中，它变得至关重要，而且很长的导线长度会对交流和直流电路产生不必要的电阻，但在大多数情况下，导线长度无关紧要。）这对我们来说意味着我们可以加长、收缩、和/或弯曲连接线而不影响我们电路的运行。

我发现最容易应用的策略是首先跟踪从电池一个端子到另一个端子的电流，沿着最靠近电池的组件循环，暂时忽略所有其他电线和组件。在跟踪回路的路径时，用适当的电压降极性标记每个电阻。

在这种情况下，我将从电池的正极开始跟踪该电路，并在负极结束，与电流流动的大致方向相同。在追踪这个方向时，我会在每个电阻的进入侧标记正极性，在退出侧标记负极性，因为当电流（根据常规流模型）进入和退出电阻器时，实际极性将如何:

沿着这个短循环遇到的任何组件都按顺序垂直绘制：

现在，继续跟踪围绕刚刚跟踪的组件连接的任何组件循环。在这种情况下，R2 围绕 R1 形成了一个循环，R4 形成了另一个围绕 R3 的循环：

跟踪这些循环，我在垂直图上绘制了与 R1 和 R3（分别）平行的 R2 和 R4。注意到 R3 和 R1 两端电压降的极性，我同样标记 R4 和 R2：

现在我们有了一个很容易理解和分析的电路。在这种情况下，它与我们在本章前面研究的四电阻串并联配置相同。

复杂电路简化的另一个例子

再看一个例子，比之前的还要丑：

我要追踪的第一个循环是从电池的负极 (-) 端，通过 R6，通过 R1，然后返回到电池的正极 (+) 端：

重新垂直绘制并沿途跟踪电压降极性，我们的等效电路开始如下所示：

接下来，我们可以继续围绕其中一个跟踪电阻器 (R6) 进行下一个循环，在本例中，由 R5 和 R7 形成的循环。和以前一样，我们从 R6 的正端开始，继续到 R6 的负端，在我们前进时标记 R5 和 R7 上的压降极性：

现在我们将 R5-R7 循环添加到垂直绘图中。注意 R7 和 R5 两端的压降极性如何与 R6 对应，这与我们在原始电路中发现的跟踪 R7 和 R5 的结果相同：

我们再次重复这个过程，识别并追踪一个已经追踪的电阻器周围的另一个回路。在这种情况下，R5 周围的 R3-R4 循环看起来是一个很好的循环来跟踪：

将 R3-R4 循环添加到垂直图中，同时标记正确的极性：

只剩下一个电阻要跟踪，那么下一步很明显：跟踪由 R2 围绕 R3 形成的环路：

将 R2 添加到垂直绘图中，我们就完成了！结果是一个与原始图相比非常容易理解的图：

这种简化的布局极大地简化了确定从哪里开始以及如何将电路减小到单个等效（总）电阻的任务。注意电路是如何重新绘制的，我们所要做的就是从右侧开始向左工作，一次一组地减少简单串联和简单并联的电阻组合，直到我们完成。

在这种特殊情况下，我们将从 R2 和 R3 的简单并联组合开始，将其减少为单个电阻。然后，我们将采用等效电阻 (R2//R3) 和与其串联的电阻 (R4)，将它们减少为另一个等效电阻 (R2//R3-R4)。接下来，我们将继续计算该电阻 (R2//R3-R4) 与 R5 的并联等效值，然后与 R7 串联，然后与 R6 并联，然后与 R1 串联，从而为我们提供总电阻电路整体。

从那里我们可以从总电压和总电阻（I =E / R）计算总电流，然后将电路“扩展”回原来的形式，一次一级，将适当的电压和电流值分配给电阻，如下所示我们走。

评论：

• 图表和实际电路中的电线可以加长、缩短和/或移动，而不会影响电路运行。
• 要简化复杂的电路原理图，请按以下步骤操作：
• 跟踪从电池一侧到另一侧的电流，沿着任何单一路径（“回路”）到达电池。有时从包含最多组件的循环开始效果更好，但无论采用何种路径，结果都将是准确的。跟踪回路时，标记每个电阻器上电压降的极性。在垂直示意图中沿此循环绘制您遇到的那些组件。
• 在原始图中标记跟踪的元件并跟踪电路中元件的剩余回路。使用跨跟踪组件的极性标记作为连接位置的指南。在垂直重绘原理图上也记录循环中的新组件。
• 根据需要重复最后一步，直到追踪到原始图中的所有组件。

相关工作表：

• 电路的代数替换工作表
• 串并联直流电路工作表