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.

лом к точке с меньшим потенциалом. Поэтому точка Б имеет больший потенциал чем точка А. По (1.52) разность потенциалов , φ_в—φ_а = U_ба = r₁I. Так как точка А заземлена, ТО φ_А= 0 U φ_Б = 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)

Следует обратить внимание на то, что в реальной цепи нет таких двух точек, между которыми существовало бы напряжение, равное r_в1I или ЭДС Е₁. Физической величиной является сумма этих величин Е₁ +r_в1I=U_бв . Разделение этой суммы на слагающие и соответствующее графическое изображение — это только вычислительный прием и его графическое изображение.

По (1.52) потенциал φ больше φ_в 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 φ_а точки А выше потенциала φ_д точки Д на величину r₃I т. е. φ_а — φ_д = r₃I откуда

и должно поучиться φ_а = 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, r_t=4 Ом, г₂=3 Ом, г3=5 Ом, r_в1 = r_в2= 1 Ом.

Решение. Вычислим ток в цепи

Определим потенциалы точек цепи. Точка А соеденена с землей, поэтому ее потенциал φ_а = 0 Потенциал φ_Б>φ_А, так как ток направлен от точки Б к точке А, т. е. φ_Б — φ_А = r₁I откуда

Источник с ЭДС Е₁ и внутренним сопротивлением r_в1, работающий в режиме потребителя, присоединен к точкам Б и В. Согласно

(1,55а) потенциал точки В

Потенциал φ_Г>φ_В, так как ток идет от точки Г к точке В, поэтому φ_Г — φ_В=r₂I, откуда

Источник с ЭДС E₂ и внутренним сопротивлением r_В2 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 φ_А>φ_Д, поэтому φ_А — 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’ .