Potencialų grandinės schema

Potencialo diagrama vadinama grafiniu elektrinio potencialo pasiskirstymo išilgai uždaros grandinės vaizdu, priklausomai nuo atkarpų, įtrauktų į pasirinktą kilpą, varžos.

Potencialų diagramai sudaryti pasirenkamas uždaras ciklas. Ši grandinė yra padalinta į sekcijas taip, kad kiekvienoje sekcijoje būtų vienas vartotojas arba energijos šaltinis. Ribiniai taškai tarp sekcijų turi būti pažymėti raidėmis arba skaičiais.

Vienas kilpos taškas yra savavališkai įžemintas, jo potencialas sąlyginai laikomas nuliu. Apeinant kontūrą pagal laikrodžio rodyklę nuo nulinio potencialo taško, kiekvieno paskesnio ribinio taško potencialas apibrėžiamas kaip ankstesnio taško potencialo ir potencialo pokyčio tarp šių gretimų taškų algebrinė suma.

Objekto potencialo pokytis priklauso nuo grandinės tarp taškų sudėties. Jei į vietą įtrauktas energijos vartotojas (rezistorius), potencialo pokytis skaitine prasme yra lygus įtampos kritimui tame rezistoriuje. Šio pokyčio ženklą lemia srovės kryptis.Jei grandinės srovės ir apėjimo kryptys sutampa, ženklas yra neigiamas, kitu atveju jis yra teigiamas.

Jei objekte yra EML šaltinis, potencialo pokytis čia yra lygus šio šaltinio EML vertei. Jei kilpos apėjimo kryptis ir EML kryptis sutampa, potencialo pokytis yra teigiamas, kitu atveju neigiamas.

Apskaičiavus visų taškų potencialus, stačiakampėje koordinačių sistemoje sukonstruojama potencialų diagrama. Abscisių ašyje atkarpų varža nubrėžiama pagal skalę ta seka, kuria jos susikerta kertant kontūrą, o ordinatėje – atitinkamų taškų potencialai. Potencialų diagrama prasideda nuo nulinio potencialo ir baigiasi jį perėjus.

Sukurkite potencialo schemą

Šiame pavyzdyje mes sudarome potencialo diagramą pirmajai grandinės kilpai, kurios schema parodyta 1 paveiksle.

Ryžiai. 1. Sudėtingos elektros grandinės schema

Nagrinėjamoje grandinėje yra du maitinimo šaltiniai E1 ir E2, taip pat du energijos vartotojai r1, r2.

Šį kontūrą padalijame į atkarpas, kurių ribos žymimos raidėmis a, b, c, d. Įžeminame tašką a, įprastai laikydami, kad jo potencialas yra nulis, ir apskritime kontūrą pagal laikrodžio rodyklę nuo šio taško. Todėl φα = 0.

Kitas taško taškas, per kurį reikia kirsti kontūrą, bus taškas b. EMF šaltinis E1 yra skyriuje ab. Kai pereiname nuo neigiamo prie teigiamo šaltinio poliaus šioje dalyje, potencialas didėja reikšme E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

Judant iš taško b į tašką c, potencialas sumažėja įtampos kritimo per rezistorių r1 dydžiu (kilpos apėjimo kryptis sutampa su srovės kryptimi rezistoriuje r1):

φc = φb – Az1r1 = 24 – 3 x 4 = 12V

Kai einate į tašką d, potencialas padidėja įtampos kritimo per rezistorių r2 dydžiu (šiame skyriuje srovės kryptis yra priešinga kilpos apėjimo krypčiai):

φd = φ° C + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

Taško a potencialas yra mažesnis už taško d potencialą šaltinio E2 reikšme (EMF kryptis yra priešinga grandinės apėjimo krypčiai):

φa = φd — E2 = 12 — 12 = 0

Skaičiavimų rezultatai naudojami potencialų diagramai sudaryti. Ant abscisių ašies sekcijų varža brėžiama nuosekliai, kaip būtų, kai grandinę supa nulinio potencialo taškas. Išilgai ordinatės brėžiami anksčiau apskaičiuoti atitinkamų taškų potencialai (2 pav.).

2 brėžinys… Potencialo kontūro diagrama

Patskevičius V.A.