用双刀双掷开关设计电路

用双刀双掷开关设计电路

在实际的运用中，双刀双掷开关可以帮我们解决很多问题，我们一定很想学会自己独立地设计双刀双掷开关的电路。我们下面以串联与并联互换的电路为例，来分析设计电路的方法。在这里，我们总结了3种基本方法。

一. 分析该电路的规律，应用规律设计电路。 二. 由串联电路开始，将其改为并联电路。 三. 由并联电路开始，将其改为串联电路。

在掌握了以上三种方法之后，我们就可以对这种能力进行综合运用。

一. 分析该电路的规律，应用规律设计电路。

要想用双刀双掷开关设计电路，我们应该始于模仿，终于创造。所以，我们先来研究一个已经设计好的电路，在掌握其规律后，我们就可以独立地设计出利用双刀双掷开关，串并连互换的电路，如下图：

L 1

若开关S 连接c 、f 端，闭合开关S ’，则电流路径为： 电源正极→a →L 2→d →c →b →L 1电源负极，易知L 1,L 2串联 若开关S 连接a 、d 端，闭合开关S ’，则电流路径为：

⎧→L 2→d →e 电源正极→a →⎨→G →电源负极，易知L 1,L 2并联

→b →L 1⎩

根据这个电路图，我们可以总结出几条规律：

① L 1与两刀所在位置相连（b 、e ），两刀（b 、e ）与L 1相连后一起连回电源负极。 ② L 2接在同侧接线柱（a 、d ）之间

③ ②中一个接线柱接回电源正极，另一个接线柱与和它异侧不相对的接线柱（c ）相连 有了以上几条规律作基础，我们就可以自己设计电路，如下图

L

于是，我们依照规律按以下步骤进行连接 ①将L 1与b ，e 相连后接回电源负极

②将L 2连接在c ，e 之间

③将c 接回电源正极，f 与a 相连

这样，我们就掌握了最基础的设计方法。

二. 由串联电路开始，将其改为并联电路。

拿到这道题，在不知道如何下手的时候呢，我们不如先将开关打向任意一边，先完成一条串联的通路。分三步设计电路。 （一）．构成串联通路：

1. 我们先从正极出发，连接最近的一个灯泡（L 2），然后从首端进入，如图1：

2. 接下来我们就可以从L 2的末端接入我们的双刀双掷开关的主接线柱，如图2：

3. 开关打向任意一边，这里我选择了a ，b 接线柱，如图3：

(部分线用了虚线来表示是因为，之后开关将打向令一边的接线柱，则此线路在打向另一边接线柱时相当于不存在了。）

4. 继续由开关主接线柱将L1串联进来，连回电源负极，如图4：

此时呢，我们的第一条通路就完成了，那么既然接线柱a ，b 我们实现了串联。那么接下来我们就要在接线柱c ，d 实现并联。

（二）．构成并联通路：

1．主要电路保持原图，然后将开关打向c ，d ，如图5：

2．之前我们学习了串联改并联的方法，那么，同样的，让我们先标出L1，L2的首末端，如图6：

（我们对首尾端的判断依据就是之前作出的图形的首尾端。）

3．接下来我们就应该将，首尾端连接起来，如图7： （

此时我们发现，这个图形似乎与c ，d 接线柱没有关系，那我们就通过对电路的修改来使它与接线柱关联起来。

4．那么，通过试验之后，我们可以画出这个图形来，如图8：

（三）．擦去虚线后，我们验证一下电路，最后得出电路结果如图9： 注意：不能出现短路

三. 由并联电路开始，将其改为串联电路。

首先我们假设当双刀双掷开关掷向左边时，两个灯泡并联。

这时，我们可以先将电源的两极分别直接与a,b 接线柱相连，当双刀双掷开关掷向左边时，a.c 接线柱等效于电源的正极，b.d 接线柱等效于电源的负极。为了实现并联电路，我们可以将c 接线柱与一个灯泡串联后接回电源负极，这样就完成了其中的一个支路。同理，我

们也可以将d 接线柱与另一个灯泡串联后接回电源正极，完成另一个支路。

接下来，我们考虑当双刀双掷开关掷向右边时，两个灯泡串联的情况。

为了在不影响并联的情况下完成串联电路，我们便想到在e.f 两个接线柱上添加导线。通过观察可以发现，两个灯泡已经与电源正负极串联后接到了c.d 两个接线柱上，所以我们只需要把e.f 两个接线柱连通，使串联电路成为通路便可符合题意。

四. 综合运用

（一）用双刀双掷实现电动机的正转与反转

在“单刀单掷改单刀双掷”的研究中，我们遇到了一个比较棘手的问题——实现电动机的正转与反转。通过了多次的尝试，我们才获得了成功。那么，双刀双掷开关能够简化这一设计吗？

答案是肯定的。我们需要的元件也很简单——电动机、一个双刀双掷开关、电源。 首先，我们需要将开关闭合至a 、b 位置，经过初次的连线，获得第一个完整的通路。如图1。

图2图1

由此可知此时电流的流向为图2所示，即从电动机左侧进入，右侧出来。 然后，我们将开关的闸刀闭合至e 、f 处，如图3

若要成功地实现反转，那么，由a 与电源正极是等效点，b 与电源负极是等效点可知，此时电流方向应从电动机右侧进入，左侧输出，即正极应与f 相连，负极应与e 相连，即是a 与f 相连，b 与e 相连，如图4。

图3

图4

我们检验一下，此时电流的流向如图5所示，那么，我们的设计也就成功了。

图5

（二）三控开关的设计：用双刀双掷开关实现在多处控制电路通断

要想从A 、B 、C 三个地方控制一盏路灯，如图1所示，应如何设计电路?

C B A

图1

首先我们来理解一下“控制”路灯这个词，意思就是说在A 、B 、C 三处都要能控制路灯的状态，也就是无论此时开关处于什么位置，在A 、B 、C 三个地方任意拨动一个开关，就可以改变现在路灯的状态。

那么我们现在从简单的入手，若只需要在A 处控制路灯的状态，那么整个电路中只需要在A 处添加一个单刀单掷开关就可以办到了。

然后，我们要同时在C 点也能控制路等状态，我们就要用到两根并联的导线，如图2所示电路图，看上去勉强可以办到，但是由于一处只能有一个开关，且这个电路也不是一定能够保证能每一次拨动开关就能改变路等状态，所以，我们根据前面学习的单刀单掷开关改单刀双掷开关的方法，将它改为如图3所示的电路图，这样就可以在A 、C 处同时可以控制路等状态了。

A B

C A B

图2

图3

接着，我们需要在B 处添加开关。我们要实现三处均能控制路灯的亮灭，那么我们就先保证在A 、C 处无论开关怎么接入电路，都能使路灯发光，根据这个条件来添加开关。要无论在A 、C 怎么调节开关，路灯都发光的话，那么就还要使上下导线分别交叉相连，如图4所示。

然后，因为导线ab,ac,db,dc 只是在我们需要的时候才用，所以在这几条导线上都添加一个单刀单掷开关，如图5所示。再根据我们以前的学习，在点a 和点d 处将4个单刀单掷开关改为2个单刀双掷开关，如图6所示。

B A B

C A B 图4图6

图5

因为B 处只能有一个开关，所示这个电路暂时还不符合要求。我们在前面的学习中曾经设计过让电动机正转和反转的电路，我们既可以用2个单刀双掷开关实现也可以用一个双刀双掷开关实现，所以，在这里我们同样需要用一个双刀双掷开关来代替两个单刀双掷开关。我们先画好6个接线柱，中间两个是刀片的接线柱。现将双刀双掷开关接到左侧两个开关，S 1、S 2分别接到1、3接线柱上，要使路灯发光，则需将电路改为如图7所示。然后将双刀双掷开关接到右侧，路灯熄灭，再将S 1接到2接线柱，路灯应该发光，则需添加db 导线，同理，还需要添加ac 导线，如图8所示。最后的完整电路图如图9所示。

这样，三个开关就都能随时改变灯的状态了。

B 图8图7图9

现在，我们通过以上的讲解，对双刀双掷开关的设计有了深入的认识和了解。在实际解决电路问题和进行电路设计中，我们可以充分发挥双刀双掷开关的优点，设计出更加巧妙的电路。

用双刀双掷开关设计电路

在实际的运用中，双刀双掷开关可以帮我们解决很多问题，我们一定很想学会自己独立地设计双刀双掷开关的电路。我们下面以串联与并联互换的电路为例，来分析设计电路的方法。在这里，我们总结了3种基本方法。

一. 分析该电路的规律，应用规律设计电路。 二. 由串联电路开始，将其改为并联电路。 三. 由并联电路开始，将其改为串联电路。

在掌握了以上三种方法之后，我们就可以对这种能力进行综合运用。

一. 分析该电路的规律，应用规律设计电路。

要想用双刀双掷开关设计电路，我们应该始于模仿，终于创造。所以，我们先来研究一个已经设计好的电路，在掌握其规律后，我们就可以独立地设计出利用双刀双掷开关，串并连互换的电路，如下图：

L 1

若开关S 连接c 、f 端，闭合开关S ’，则电流路径为： 电源正极→a →L 2→d →c →b →L 1电源负极，易知L 1,L 2串联 若开关S 连接a 、d 端，闭合开关S ’，则电流路径为：

⎧→L 2→d →e 电源正极→a →⎨→G →电源负极，易知L 1,L 2并联

→b →L 1⎩

根据这个电路图，我们可以总结出几条规律：

① L 1与两刀所在位置相连（b 、e ），两刀（b 、e ）与L 1相连后一起连回电源负极。 ② L 2接在同侧接线柱（a 、d ）之间

③ ②中一个接线柱接回电源正极，另一个接线柱与和它异侧不相对的接线柱（c ）相连 有了以上几条规律作基础，我们就可以自己设计电路，如下图

L

于是，我们依照规律按以下步骤进行连接 ①将L 1与b ，e 相连后接回电源负极

②将L 2连接在c ，e 之间

③将c 接回电源正极，f 与a 相连

这样，我们就掌握了最基础的设计方法。

二. 由串联电路开始，将其改为并联电路。

拿到这道题，在不知道如何下手的时候呢，我们不如先将开关打向任意一边，先完成一条串联的通路。分三步设计电路。 （一）．构成串联通路：

1. 我们先从正极出发，连接最近的一个灯泡（L 2），然后从首端进入，如图1：

2. 接下来我们就可以从L 2的末端接入我们的双刀双掷开关的主接线柱，如图2：

3. 开关打向任意一边，这里我选择了a ，b 接线柱，如图3：

(部分线用了虚线来表示是因为，之后开关将打向令一边的接线柱，则此线路在打向另一边接线柱时相当于不存在了。）

4. 继续由开关主接线柱将L1串联进来，连回电源负极，如图4：

此时呢，我们的第一条通路就完成了，那么既然接线柱a ，b 我们实现了串联。那么接下来我们就要在接线柱c ，d 实现并联。

（二）．构成并联通路：

1．主要电路保持原图，然后将开关打向c ，d ，如图5：

2．之前我们学习了串联改并联的方法，那么，同样的，让我们先标出L1，L2的首末端，如图6：

（我们对首尾端的判断依据就是之前作出的图形的首尾端。）

3．接下来我们就应该将，首尾端连接起来，如图7： （

此时我们发现，这个图形似乎与c ，d 接线柱没有关系，那我们就通过对电路的修改来使它与接线柱关联起来。

4．那么，通过试验之后，我们可以画出这个图形来，如图8：

（三）．擦去虚线后，我们验证一下电路，最后得出电路结果如图9： 注意：不能出现短路

三. 由并联电路开始，将其改为串联电路。

首先我们假设当双刀双掷开关掷向左边时，两个灯泡并联。

这时，我们可以先将电源的两极分别直接与a,b 接线柱相连，当双刀双掷开关掷向左边时，a.c 接线柱等效于电源的正极，b.d 接线柱等效于电源的负极。为了实现并联电路，我们可以将c 接线柱与一个灯泡串联后接回电源负极，这样就完成了其中的一个支路。同理，我

们也可以将d 接线柱与另一个灯泡串联后接回电源正极，完成另一个支路。

接下来，我们考虑当双刀双掷开关掷向右边时，两个灯泡串联的情况。

为了在不影响并联的情况下完成串联电路，我们便想到在e.f 两个接线柱上添加导线。通过观察可以发现，两个灯泡已经与电源正负极串联后接到了c.d 两个接线柱上，所以我们只需要把e.f 两个接线柱连通，使串联电路成为通路便可符合题意。

四. 综合运用

（一）用双刀双掷实现电动机的正转与反转

在“单刀单掷改单刀双掷”的研究中，我们遇到了一个比较棘手的问题——实现电动机的正转与反转。通过了多次的尝试，我们才获得了成功。那么，双刀双掷开关能够简化这一设计吗？

答案是肯定的。我们需要的元件也很简单——电动机、一个双刀双掷开关、电源。 首先，我们需要将开关闭合至a 、b 位置，经过初次的连线，获得第一个完整的通路。如图1。

图2图1

由此可知此时电流的流向为图2所示，即从电动机左侧进入，右侧出来。 然后，我们将开关的闸刀闭合至e 、f 处，如图3

若要成功地实现反转，那么，由a 与电源正极是等效点，b 与电源负极是等效点可知，此时电流方向应从电动机右侧进入，左侧输出，即正极应与f 相连，负极应与e 相连，即是a 与f 相连，b 与e 相连，如图4。

图3

图4

我们检验一下，此时电流的流向如图5所示，那么，我们的设计也就成功了。

图5

（二）三控开关的设计：用双刀双掷开关实现在多处控制电路通断

要想从A 、B 、C 三个地方控制一盏路灯，如图1所示，应如何设计电路?

C B A

图1

首先我们来理解一下“控制”路灯这个词，意思就是说在A 、B 、C 三处都要能控制路灯的状态，也就是无论此时开关处于什么位置，在A 、B 、C 三个地方任意拨动一个开关，就可以改变现在路灯的状态。

那么我们现在从简单的入手，若只需要在A 处控制路灯的状态，那么整个电路中只需要在A 处添加一个单刀单掷开关就可以办到了。

然后，我们要同时在C 点也能控制路等状态，我们就要用到两根并联的导线，如图2所示电路图，看上去勉强可以办到，但是由于一处只能有一个开关，且这个电路也不是一定能够保证能每一次拨动开关就能改变路等状态，所以，我们根据前面学习的单刀单掷开关改单刀双掷开关的方法，将它改为如图3所示的电路图，这样就可以在A 、C 处同时可以控制路等状态了。

A B

C A B

图2

图3

接着，我们需要在B 处添加开关。我们要实现三处均能控制路灯的亮灭，那么我们就先保证在A 、C 处无论开关怎么接入电路，都能使路灯发光，根据这个条件来添加开关。要无论在A 、C 怎么调节开关，路灯都发光的话，那么就还要使上下导线分别交叉相连，如图4所示。

然后，因为导线ab,ac,db,dc 只是在我们需要的时候才用，所以在这几条导线上都添加一个单刀单掷开关，如图5所示。再根据我们以前的学习，在点a 和点d 处将4个单刀单掷开关改为2个单刀双掷开关，如图6所示。

B A B

C A B 图4图6

图5

因为B 处只能有一个开关，所示这个电路暂时还不符合要求。我们在前面的学习中曾经设计过让电动机正转和反转的电路，我们既可以用2个单刀双掷开关实现也可以用一个双刀双掷开关实现，所以，在这里我们同样需要用一个双刀双掷开关来代替两个单刀双掷开关。我们先画好6个接线柱，中间两个是刀片的接线柱。现将双刀双掷开关接到左侧两个开关，S 1、S 2分别接到1、3接线柱上，要使路灯发光，则需将电路改为如图7所示。然后将双刀双掷开关接到右侧，路灯熄灭，再将S 1接到2接线柱，路灯应该发光，则需添加db 导线，同理，还需要添加ac 导线，如图8所示。最后的完整电路图如图9所示。

这样，三个开关就都能随时改变灯的状态了。

B 图8图7图9

现在，我们通过以上的讲解，对双刀双掷开关的设计有了深入的认识和了解。在实际解决电路问题和进行电路设计中，我们可以充分发挥双刀双掷开关的优点，设计出更加巧妙的电路。