Schemat obwodu potencjału

Wykres potencjału nazywany jest graficzną reprezentacją rozkładu potencjału elektrycznego wzdłuż zamkniętej pętli, w zależności od rezystancji odcinków wchodzących w skład wybranej pętli.

Do skonstruowania diagramu potencjału wybrano zamkniętą pętlę. Obwód ten jest podzielony na sekcje w taki sposób, że na sekcję przypada jeden użytkownik lub źródło energii. Punkty graniczne między odcinkami muszą być oznaczone literami lub cyframi.

Jeden punkt pętli jest dowolnie uziemiony, jego potencjał jest warunkowo uważany za zerowy. Obchodząc kontur zgodnie z ruchem wskazówek zegara od punktu o potencjale zerowym, potencjał każdego kolejnego punktu granicznego definiuje się jako sumę algebraiczną potencjału punktu poprzedniego i zmiany potencjału między tymi sąsiednimi punktami.

Zmiana potencjału obiektu zależy od składu obwodu między punktami. Jeśli w danej lokalizacji znajduje się odbiornik energii (rezystor), zmiana potencjału jest liczbowo równa spadkowi napięcia na tym rezystorze. Znak tej zmiany jest określony przez kierunek prądu.Jeśli kierunki prądu i obejścia pętli są zgodne, znak jest ujemny, w przeciwnym razie jest dodatni.

Jeśli na obiekcie znajduje się źródło pola elektromagnetycznego, wówczas zmiana potencjału jest tutaj liczbowo równa wartości pola elektromagnetycznego tego źródła. Jeśli kierunek obejścia pętli i kierunek pola elektromagnetycznego pokrywają się, zmiana potencjału jest dodatnia, w przeciwnym razie jest ujemna.

Po obliczeniu potencjałów wszystkich punktów tworzony jest diagram potencjałów w prostokątnym układzie współrzędnych. Na osi odciętych rezystancja przekrojów jest rysowana w skali w kolejności, w jakiej spotykają się podczas przecinania konturu, a na rzędnej potencjały odpowiednich punktów. Diagram potencjału zaczyna się od potencjału zerowego i kończy się po przejściu przez niego.

Skonstruować schemat obwodu potencjału

W tym przykładzie konstruujemy schemat potencjałów dla pierwszej pętli obwodu, którego schemat pokazano na rysunku 1.

Ryż. 1. Schemat złożonego obwodu elektrycznego

Rozważany obwód obejmuje dwa zasilacze E1 i E2, a także dwa odbiorniki energii r1, r2.

Dzielimy ten kontur na sekcje, których granice są oznaczone literami a, b, c, d. Uziemiamy punkt a, konwencjonalnie uznając jego potencjał za zero, i zakreślamy kontur zgodnie z ruchem wskazówek zegara od tego punktu. Dlatego φα = 0.

Następnym punktem na ścieżce do przekroczenia konturu będzie punkt b. Źródło EMF E1 znajduje się w sekcji ab. Gdy przechodzimy od ujemnego do dodatniego bieguna źródła w tej sekcji, potencjał wzrasta o wartość E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

Podczas przemieszczania się z punktu b do punktu c potencjał zmniejsza się o wielkość spadku napięcia na rezystorze r1 (kierunek obejścia pętli pokrywa się z kierunkiem prądu w rezystorze r1):

φc = φb — Az1r1 = 24 — 3 x 4 = 12V

W miarę zbliżania się do punktu d potencjał wzrasta o wielkość spadku napięcia na rezystorze r2 (w tej sekcji kierunek prądu jest przeciwny do kierunku obejścia pętli):

φd = φ° C + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

Potencjał punktu a jest mniejszy od potencjału punktu d o wartość pola elektromagnetycznego źródła E2 (kierunek pola elektromagnetycznego jest przeciwny do kierunku omijania obwodu):

φa = φd — E2 = 12 — 12 = 0

Wyniki obliczeń służą do budowy diagramu potencjałów. Na osi odciętych rezystancja sekcji jest wykreślona szeregowo, tak jak wtedy, gdy obwód jest otoczony punktem o potencjale zerowym. Obliczone wcześniej potencjały odpowiednich punktów są wykreślane wzdłuż rzędnej (ryc. 2).

Rysunek 2… Diagram konturowy potencjału

Patskiewicz V.A.