Потенциална електрическа схема

Диаграма на потенциала се нарича графично представяне на разпределението на електрическия потенциал по затворен контур, в зависимост от съпротивлението на участъците, включени в избрания контур.

За изграждане на потенциална диаграма се избира затворен цикъл. Тази верига е разделена на секции по такъв начин, че на секцията да има един потребител или източник на енергия. Граничните точки между секциите трябва да бъдат маркирани с букви или цифри.

Една точка от контура е произволно заземена, потенциалът й условно се счита за нула. Обикаляйки контура по часовниковата стрелка от точка с нулев потенциал, потенциалът на всяка следваща гранична точка се определя като алгебрична сума на потенциала на предишната точка и промяната на потенциала между тези съседни точки.

Промяната в потенциала на обекта зависи от състава на веригата между точките. Ако на мястото е включен консуматор на енергия (резистор), промяната на потенциала е числено равна на спада на напрежението на този резистор. Знакът на тази промяна се определя от посоката на тока. Ако посоките на тока и байпаса на контура съвпадат, знакът е отрицателен, в противен случай е положителен.

Ако на обекта има източник на ЕМП, тогава потенциалната промяна тук е числено равна на стойността на ЕМП на този източник. Ако посоката на заобикаляне на контура и посоката на ЕМП съвпадат, промяната на потенциала е положителна, в противен случай е отрицателна.

След изчисляване на потенциалите на всички точки се изгражда потенциална диаграма в правоъгълна координатна система. По оста на абсцисата съпротивлението на участъците се начертава в мащаб в последователността, в която те се срещат при пресичане на контура, а по ординатата — потенциалите на съответните точки. Диаграмата на потенциала започва с нулев потенциал и завършва след преминаване на цикъла с него.

Изграждане на потенциална диаграма на електрическа верига

В този пример изграждаме диаграма на потенциала за първата верига на веригата, чиято диаграма е показана на фигура 1.

Ориз. 1. Схема на сложна електрическа верига

Разглежданата верига включва два захранвания E1 и E2, както и два консуматора на енергия r1, r2.

Разделяме този контур на секции, границите на които са обозначени с буквите a, b, c, d. Заземяваме точка а, като конвенционално считаме нейния потенциал за нула и заобикаляме контура по посока на часовниковата стрелка от тази точка. Поради това, φа = 0.

Следващата точка по пътя за пресичане на контура ще бъде точка b. Източникът на ЕМП E1 се намира в секцията ab. Тъй като в този раздел преминаваме от отрицателния полюс на източника към положителния, потенциалът се увеличава със стойността E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

При преминаване от точка b до точка c потенциалът намалява с размера на спада на напрежението върху резистора r1 (посоката на байпаса на контура съвпада с посоката на тока в резистора r1):

φc = φб — Аз1r1 = 24 — 3 x 4 = 12V

Когато отивате в точка d, потенциалът се увеличава с размера на спада на напрежението върху резистора r2 (в този раздел посоката на тока е противоположна на посоката на байпаса на контура):

φд = φ° С + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

Потенциалът на точка а е по -малък от потенциала на точка г от стойността на ЕМП на източника Е2 (посоката на ЕМП е противоположна на посоката на заобикаляне на веригата):

φа = φд — E2 = 12 — 12 = 0

Резултатите от изчисленията се използват за изграждане на потенциална диаграма. По оста на абсцисата съпротивлението на участъците е нанесено в последователността, както се получава, когато веригата се заобиколи от точка с нулев потенциал. Изчислените по -рано потенциали на съответните точки са нанесени по ординатата (фиг 2).

Рисуване 2… Потенциална контурна диаграма

Пацкевич В.А.