Potentieel schakelschema

Een diagram van de potentiaal wordt een grafische weergave genoemd van de verdeling van de elektrische potentiaal langs een gesloten lus, afhankelijk van de weerstand van de secties in de geselecteerde lus.

Er wordt een gesloten lus gekozen om een ​​potentiaaldiagram te construeren. Dit circuit is zodanig in secties verdeeld dat er één gebruiker of energiebron per sectie is. Grenzen tussen secties moeten worden gemarkeerd met letters of cijfers.

Een punt van de lus is willekeurig geaard, het potentieel ervan wordt voorwaardelijk als nul beschouwd. Met de klok mee rond de contour gaand vanaf een punt zonder potentiaal, wordt de potentiaal van elk volgend grenspunt gedefinieerd als de algebraïsche som van de potentiaal van het vorige punt en de potentiaalverandering tussen deze aangrenzende punten.

De verandering in potentiaal van een object hangt af van de samenstelling van het circuit tussen de punten. Als er een stroomverbruiker (weerstand) in de locatie is opgenomen, is de verandering in potentiaal numeriek gelijk aan de spanningsval over die weerstand. Het teken van deze verandering wordt bepaald door de richting van de stroom.Als de stroom- en bypass-richtingen van de lus overeenkomen, is het teken negatief, anders is het positief.

Als er een EMV-bron op het object aanwezig is, dan is de potentiaalverandering hier numeriek gelijk aan de EMV-waarde van deze bron. Als de omleidingsrichting van de lus en de richting van EMF samenvallen, is de potentiaalverandering positief, anders is deze negatief.

Na het berekenen van de potentialen van alle punten wordt een potentiaaldiagram opgebouwd in een rechthoekig coördinatenstelsel. Op de abscis-as wordt de weerstand van de secties op schaal getekend in de volgorde waarin ze elkaar ontmoeten bij het overschrijden van de contour, en op de ordinaat de potentialen van de corresponderende punten. Het potentiaaldiagram begint bij nulpotentiaal en eindigt nadat het is doorlopen.

Maak een potentiaalschema

In dit voorbeeld construeren we een potentiaaldiagram voor de eerste lus van het circuit waarvan het diagram wordt weergegeven in figuur 1.

Rijst. 1. Schema van een complex elektrisch circuit

Het beschouwde circuit omvat twee voedingen E1 en E2, evenals twee stroomverbruikers r1, r2.

We verdelen deze contour in secties, waarvan de grenzen worden aangegeven met de letters a, b, c, d. We aarden punt a, conventioneel gezien het potentieel ervan nul te zijn, en omcirkelen de contour met de klok mee vanaf dit punt. Daarom is φα = 0.

Het volgende punt op het pad dat de contour moet kruisen, is punt b. De EMF-bron E1 bevindt zich in sectie ab. Naarmate we in dit gedeelte van de negatieve naar de positieve pool van de bron gaan, neemt de potentiaal toe met de waarde E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

Bij het verplaatsen van punt b naar punt c neemt de potentiaal af met de grootte van de spanningsval over de weerstand r1 (de bypassrichting van de lus valt samen met de richting van de stroom in de weerstand r1):

φc = φb — Az1r1 = 24 — 3 x 4 = 12V

Als u naar punt d gaat, neemt de potentiaal toe met de hoeveelheid spanningsval over weerstand r2 (in dit gedeelte is de richting van de stroom tegengesteld aan de richting van de lus-bypass):

φd = φ° C + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

Het potentieel van punt a is kleiner dan het potentieel van punt d door de waarde van de EMF van de bron E2 (de richting van de EMF is tegengesteld aan de richting van het omzeilen van het circuit):

φa = φd — E2 = 12 — 12 = 0

De resultaten van de berekeningen worden gebruikt om een ​​potentiaaldiagram op te bouwen. Op de abscis-as wordt de weerstand van de secties in serie uitgezet, zoals het geval zou zijn wanneer het circuit wordt omgeven door een punt met nulpotentiaal. De eerder berekende potentialen van de overeenkomstige punten worden uitgezet langs de ordinaat (Fig. 2).

Tekening 2… Potentieel contourdiagram

Patskevich V.A.