Потенційна діаграма електричного кола

Можливою діаграмою іменується графічне зображення розподілу електронного потенціалу вздовж замкнутого контуру залежно від опору ділянок, що входять в обраний контур.

Для побудови можливої ​​діаграми вибирають замкнутий контур. Цей контур розбивають на ділянки таким чином, щоб на ділянці знаходився один споживач або джерело енергії. Прикордонні точки між ділянками потрібно позначити знаками або цифрами.

Довільно заземляють одну точку контуру, її потенціал умовно вважається нульовим. Обходячи контур за годинниковою стрілкою від точки з нульовим потенціалом, визначають потенціал кожної наступної прикордонної точки як алгебраїчної суми потенціалу попередньої точки і конфігурації потенціалу між цими сусідніми точками.

Зміна потенціалу на ділянці знаходиться в залежності від складу ланцюга між точками. Якщо на ділянці включений споживач енергії (резистор), то зміна потенціалу чисельно дорівнює падінню напруги на цьому резисторі. Символ цього конфігурації визначають напрямком струму. При збігу напрямків струму і обходу контуру символ негативний, в іншому випадку він позитивний.

Якщо на ділянці знаходиться джерело ЕРС, то зміна потенціалу тут чисельно дорівнює величині ЕРС даного джерела. При збігу напрямку обходу контуру і напрямки ЕРС зміна потенціалу позитивно, в іншому випадку воно негативно.

Після розрахунку потенціалів всіх точок будують в прямокутній системі координат потенційну діаграму. На осі абсцис відкладають в масштабі опір ділянок в тій послідовності, в якій вони зустрічалися під час обходу контуру, а по осі ординат - потенціали відповідних точок. Можлива діаграма починається з нульового потенціалу і завершується після обходу контуру таким.

Побудова можливої ​​діаграми електронної ланцюга

В даному прикладі потенційну діаграму будуємо для першого контуру ланцюга, схема якої зображена на малюнку 1.

Мал. 1. Схема складної електронної ланцюга

У розглянутий контур входять два джерела живлення E1 і E2, також два споживача енергії r1, r2.

Розбиваємо даний контур на ділянки, межі яких позначаємо знаками a, b, c, d. Заземлюючих точку а, умовно вважаючи її потенціал нульовим, і обходимо контур за годинниковою стрілкою від цієї точки. Таким чином, φa = 0.

Подальшою крапкою на шляху обходу контуру буде точка b. На ділянці ab знаходиться джерело ЕРС Е1. Тому що на даній ділянці ми йдемо від негативного полюса джерела до позитивного, то потенціал збільшується на величину Е1:

При переході від точки b до точки c відбувається зменшення потенціалу на величину падіння напруги на резисторі r1 (напрямок обходу контуру збігається з напрямком струму в резисторі r1):

φс = φb - I1r1 = 24 - 3 х 4 = 12 В

При переході до точки d потенціал зростає на величину падіння напруги на резисторі r2 (на цій ділянці напрямок струму зустрічно напрямку обходу контуру):

φd = φc + I2r2 = 12 + 0 х 4 = 12 В

Потенціал точки а менше потенціалу точки d на величину ЕРС джерела E2 (напрямок ЕРС зустрічно напрямку обходу контуру):

φa = φd - E2 = 12 - 12 = 0

Результати розрахунку вживають для побудови можливої ​​діаграми. На осі абсцис відкладають опір ділянок в тій послідовності, як вони зустрічаються при обході контура від точки з нульовим потенціалом. Уздовж осі ординат відкладають розраховані раніше потенціали відповідних точок (малюнок 2).

Малюнок 2. Можлива діаграма контуру

Пацкевич В. А.

Школа для електрика