Потенциальная диаграмма

Для анализа работы электрических цепей и улучшения режимов их работы, особенно в схемах электроники, важно знать распределение потенциала в цепи. Графическое изображение распределения потенциала в электрической цепи называется потенциальной диаграммой.

Потенциальная диаграмма строится следующим образом. Потенциал одной точки считают равным нулю, т. е. эту точку заземляют, а потенциалы других точек вычисляются по формулам, например, . Затем по оси абсцисс откладывают в масштабе сопротивления в том порядке, в котором они следуют друг за другом при обходе контура цепи, а по оси ординат откладывают в масштабе значения потенциалов точек цепи.

Поясним построение потенциальной диаграммы на примере. Построим потенциальную диаграмму для электрической цепи, схема которой приведена на рисунке 32, если известны следующие значения:

Внутренним сопротивлением источника ЭДС пренебрежем. Если направление обхода контура совпадает с направлением ЭДС (от минуса к плюсу источника), то ЭДС берется со знаком плюс, и со знаком минус – если не совпадает.

Определяем величину тока в цепи:

Рисунок 32 – Схема замещения электрической цепи для

построения потенциальной диаграммы

Начнем обход электрической цепи с точки , потенциал которой примем равным нулю, т. к. соединен с землей. При переходе от точки в точку проходим сопротивление , в котором имеет место падение напряжения , т. е. .Тогда потенциал в точке будет равен . Между точками и в цепи включен источник ЭДС, разность потенциалов на его зажимах будет , откуда . Потенциал точки ниже потенциала точки на величину падения напряжения , т. е. , откуда . Если положительный заряд источника ЭДС присоединен к точке , а отрицательный – к точке , то , откуда . Потенциал точки ниже потенциала точки на величину падения напряжения , т. е. , откуда . Потенциал точки выше потенциала точки на величину ЭДС , т. е. , откуда . Находим потенциал точки как , откуда и конечная точка , откуда . По результатам полученных вычислений строим потенциальную диаграмму (рисунок 33).