Esquema de circuits potencials

Un diagrama del potencial s'anomena representació gràfica de la distribució del potencial elèctric al llarg d'un bucle tancat, en funció de la resistència de les seccions incloses en el bucle seleccionat.

S'escull un bucle tancat per construir un diagrama de potencial. Aquest circuit es divideix en trams de manera que hi hagi un usuari o font d'energia per tram. Els punts límit entre seccions s'han de marcar amb lletres o números.

Un punt del bucle està connectat a terra arbitràriament, el seu potencial es considera condicionalment zero. Anant al voltant del contorn en sentit horari des d'un punt de potencial zero, el potencial de cada punt límit posterior es defineix com la suma algebraica del potencial del punt anterior i el canvi de potencial entre aquests punts adjacents.

El canvi de potencial d'un objecte depèn de la composició del circuit entre els punts. Si s'inclou un consumidor d'energia (resistència) a la ubicació, el canvi de potencial és numèricament igual a la caiguda de tensió a través d'aquesta resistència. El signe d'aquest canvi ve determinat per la direcció del corrent.Si les direccions actuals i de derivació del bucle coincideixen, el signe és negatiu, en cas contrari és positiu.

Si hi ha una font EMF a l'objecte, el canvi potencial aquí és numèricament igual al valor EMF d'aquesta font. Si la direcció de bypass del bucle i la direcció de la CEM coincideixen, el canvi potencial és positiu, en cas contrari és negatiu.

Després de calcular els potencials de tots els punts, es construeix un diagrama de potencials en un sistema de coordenades rectangulars. En l'eix d'abscisses es dibuixa a escala la resistència de les seccions en la seqüència en què es troben en creuar el contorn, i en l'ordenada, els potencials dels punts corresponents. El diagrama de potencial comença a potencial zero i acaba després de passar-hi.

Construeix un diagrama de circuit potencial

En aquest exemple, construïm un diagrama de potencial per al primer bucle del circuit el diagrama del qual es mostra a la figura 1.

Arròs. 1. Esquema d'un circuit elèctric complex

El circuit considerat inclou dues fonts d'alimentació E1 i E2, així com dos consumidors d'energia r1, r2.

Dividim aquest contorn en seccions, els límits de les quals s'indiquen amb les lletres a, b, c, d. Posem a terra el punt a, considerant convencionalment que el seu potencial és zero, i encerclem el contorn en sentit horari des d'aquest punt. Per tant, φα = 0.

El següent punt del camí per creuar la corba de nivell serà el punt b. La font EMF E1 es troba a la secció ab. A mesura que passem del pol negatiu al positiu de la font en aquesta secció, el potencial augmenta en el valor E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

Quan es mou del punt b al punt c, el potencial disminueix en la mida de la caiguda de tensió a través de la resistència r1 (la direcció de bypass del bucle coincideix amb la direcció del corrent a la resistència r1):

φc = φb — Az1r1 = 24 — 3 x 4 = 12V

A mesura que aneu al punt d, el potencial augmenta en la quantitat de caiguda de tensió a través de la resistència r2 (en aquesta secció, la direcció del corrent és oposada a la direcció del bypass del bucle):

φd = φ° C + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

El potencial del punt a és menor que el potencial del punt d pel valor de la FEM de la font E2 (la direcció de la FEM és oposada a la direcció de derivació del circuit):

φa = φd — E2 = 12 — 12 = 0

Els resultats dels càlculs s'utilitzen per construir un diagrama potencial. En l'eix d'abscisses, la resistència de les seccions es representa en sèrie, com ho faria quan el circuit estigui envoltat per un punt de potencial zero. Els potencials calculats prèviament dels punts corresponents es representen al llarg de l'ordenada (Fig. 2).

Dibuix 2... Diagrama de contorns potencials

Patskevitx V.A.