Во многих случаях изучения и расчета электрических цепей полезно определить потенциалы отдельных точек электрической цепи и построить потенциальную диаграмму. Потенциал какой-либо точки электрической цепи равен напряжению между этой точкой и точкой цепи, потенциал которой принимают равным нулю, например, соединенной с землей. При определении потенциалов точек цепи пользуются соотношениями (1.52)—(1.55).

Определим потенциалы точек Б, В, Г и Д цепи, схема замещения которой дана на рис. 1.20 Из заданных на схеме направлений тока I и ЭДС Е1 и Е2 следует, что источник с ЭДС Е1 работает в режиме потребителя, а источник с ЭДС Е2 — в режиме генератора.

Ток на участке цепи, обладающем только сопротивлением, всегда направлен от точки с более высоким потенциа
 
  


лом к точке с меньшим потенциалом. Поэтому точка Б имеет больший потенциал чем точка А. По (1.52) разность потенциалов , φвφа = Uба = r1I. Так как точка А заземлена, ТО φА= 0 U φБ = r1I.

Потенциал φБ точки Б является потенциалом отрицательного вывода первого источника, а потенциал φВ точки В является потенциалом положительного вывода того же источника. Напряжение на выводах источника можно выразить как разность потенциалов, и, учитывая, что источник с ЭДС Е1 работает в режиме потребителя, можно написать алалогично (1.53)

откуда потенциал
Следует обратить внимание на то, что в реальной цепи нет таких двух точек, между которыми существовало бы напряжение, равное rв1I или ЭДС Е1. Физической величиной является сумма этих величин Е1 +rв1I=Uбв . Разделение этой суммы на слагающие и соответствующее графическое изображение — это только вычислительный прием и его графическое изображение.

По (1.52) потенциал φ больше φв на величину r2I таким образом,

Источник с ЭДС Е2 работает в режиме генератора. Разность потенциалов между положительным и отрицательным его выводами аналогична (1.54)

откуда

(1.556)

Наконец, потенциал φа точки А выше потенциала φд точки Д на величину r3I т. е. φа — φд = r3I откуда

и должно поучиться φа = 0, если правильно вычислен ток.

Графическое изображение изменения потенциала в электрической цепи в зависимости от сопротивлений участков (элементов) этой цепи называется потенциальной диаграммой. На графике по оси абсцисс откладывают в масштабе сопротивления участков (элементов) цепи в порядке следования нх друг за другом в цепи. По оси ординат откладывают в масштабе значения потеициалов.

Пример 1.8. Построить потенциальную диаграмму для цепи, схема которой дана на рис. 1.20, если Eι=Ι8 В, Е2=32 В, rt=4 Ом, г2=3 Ом, г3=5 Ом, rв1 = rв2= 1 Ом.

Решение. Вычислим ток в цепи

Определим потенциалы точек цепи. Точка А соеденена с землей, поэтому ее потенциал φа = 0 Потенциал φБА, так как ток направлен от точки Б к точке А, т. е. φБ — φА = r1I откуда

Источник с ЭДС Е1 и внутренним сопротивлением rв1, работающий в режиме потребителя, присоединен к точкам Б и В. Согласно

(1,55а) потенциал точки В

Потенциал φГВ, так как ток идет от точки Г к точке В, поэтому φГ — φВ=r2I, откуда

Источник с ЭДС E2 и внутренним сопротивлением rВ2 работает в режиме генератора. Выводы его обозначены буквами Г и Д. Согласно (1.656) потенциал точки Д

Рис 1.21. Потенциальная диаграмма к примеру 1.3

Потенциал φАД, поэтому φА — φД=r3I откуда

Полученный результат подтверждает правильность решения.

По найденным значениям строим потенциальную диаграмму (рис 121). Если продолжить прямую АБ до пересечения с перпендикуляром, опущенным из точки В, то получим точку Б’ . Отрезок ВБ’ в выбранном масштабе равен ЭДС Е1 Аналогично строится точка Д’ .


Catalog-Moldova - Ranker, Statistics Rambler's Top100

Портал Электриков — Новости и комментарии из мира техники