Потенциальной диаграммой называется графическое изображение распределения электрического потенциала вдоль замкнутого контура в зависимости от сопротивления участков, входящих в выбранный контур.
Для построения потенциальной диаграммы выбирают замкнутый контур. Этот контур разбивают на участки таким образом, чтобы на участке находился один потребитель или источник энергии. Пограничные точки между участками необходимо обозначить буквами или цифрами.
Произвольно заземляют одну точку контура, её потенциал условно считается нулевым. Обходя контур по часовой стрелке от точки с нулевым потенциалом, определяют потенциал каждой последующей пограничной точки как алгебраической суммы потенциала предыдущей точки и изменения потенциала между этими соседними точками.
Изменение потенциала на участке зависит от состава цепи между точками. Если на участке включен потребитель энергии (резистор), то изменение потенциала численно равно падению напряжения на этом резисторе. Знак этого изменения определяют направлением тока. При совпадении направлений тока и обхода контура знак отрицательный, в противном случае он положительный.
Если на участке находится источник ЭДС, то изменение потенциала здесь численно равно величине ЭДС данного источника. При совпадении направления обхода контура и направления ЭДС изменение потенциала положительно, в противном случае оно отрицательно.
После расчета потенциалов всех точек строят в прямоугольной системе координат потенциальную диаграмму. На оси абсцисс откладывают в масштабе сопротивление участков в той последовательности, в которой они встречались при обходе контура, а по оси ординат – потенциалы соответствующих точек. Потенциальная диаграмма начинается с нулевого потенциала и заканчивается после обхода контура таковым.
Построение потенциальной диаграммы электрической цепи
В данном примере потенциальную диаграмму строим для первого контура цепи, схема которой изображена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема сложной электрической цепи
В рассматриваемый контур входят два источника питания E1 и E2, а также два потребителя энергии r1, r2.
Разбиваем данный контур на участки, границы которых обозначаем буквами a, b, c, d. Заземляем точку а, условно считая её потенциал нулевым, и обходим контур по часовой стрелке от этой точки. Таким образом, φ a = 0 .
Следующей точкой на пути обхода контура будет точка b. На участке ab находится источник ЭДС Е1. Так как на данном участке мы идем от отрицательного полюса источника к положительному, то потенциал повышается на величину Е1 :
При переходе от точки b к точке c происходит уменьшение потенциала на величину падения напряжения на резисторе r1 (направление обхода контура совпадает с направлением тока в резисторе r1) :
φ с = φ b — I 1 r1 = 24 — 3 х 4 = 12 В
При переходе к точке d потенциал возрастает на величину падения напряжения на резисторе r2 (на этом участке направление тока встречно направлению обхода контура) :
φ d = φ c + I2r2 = 12 + 0 х 4 = 12 В
Потенциал точки а меньше потенциала точки d на величину ЭДС источника E2 (направление ЭДС встречно направлению обхода контура) :
φ a = φ d — E2 = 12 — 12 = 0
Результаты расчета используют для построения потенциальной диаграммы. На оси абсцисс откладывают сопротивление участков в той последовательности, как они встречаются при обходе контура от точки с нулевым потенциалом. Вдоль оси ординат откладывают рассчитанные ранее потенциалы соответствующих точек (рисунок 2 ).
Рисунок 2 . Потенциальная диаграмма контура
Потенциальная диаграмма – это графическое изображение изменения потенциала в электрической цепи в зависимости от сопротивлений участков при обходе замкнутого контура, то есть график зависимости 
.
По оси абсцисс в масштабе откладываются сопротивления между характерными точками, а по оси ординат – их потенциалы. Потенциальная диаграмма позволяет определить напряжения между любыми точками цепи, если на оси ординат отмечены потенциалы соответствующих точек.
Чтобы построить потенциальную диаграмму, необходимо выполнить следующее:
— рассчитать электрическую цепь;
— разбить цепь на характерные точки, между которыми содержится один элемент (сопротивление или ЭДС);
— заземлить любую точку, потенциал в которой будет равен нулю, а потенциалы других точек вычислить. Если Н.О. совпадает с направлением тока, то потенциал уменьшается, при совпадении Н.О с направлением ЭДС потенциал увеличивается;
— на оси абсцисс в выбранном масштабе откладываются сопротивления между характерными точками, начало координат должно соответствовать нулевой точке;
— на оси ординат в масштабе откладываются потенциалы характерных точек;
— полученные точки соединяются прямыми линиями.
В данной задаче потенциальная диаграмма строится для внешнего контура исходной электрической цепи (рис.1.2).
Заземляется точка а (потенциал в этой точке равный нулю), а далее рассчитываются потенциалы в каждой отдельной точке схемы и строиться потенциальная диаграмма (рис.1.3).
Рисунок 1.3 – Потенциальная диаграмма для внешнего контура схемы, изображенной на рисунке 1.2.
Варианты для задачи 1
Для схемы, соответствующей вашему варианту, изображенной на рисунке 1.1 – 1.30 необходимо выполнить следующее расчеты:
1. Составить систему уравнений для определения токов в схеме по первому и второму закону Кирхгофа.
2. Определить все токи методом узловых потенциалов.
3. Определить все токи методом контурных токов (МКТ).
4. Записать баланс мощностей для преобразованной схемы.
5. Построить потенциальную диаграмму в масштабе для внешнего контура схемы (исходной или преобразованной).
Исходные данные приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1– Исходные данные к задаче 1
| Вари-ант | Рис. | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | E1 | E2 | E3 |
| 1.1 | — | |||||||||
| 1.2 | — | |||||||||
| 1.3 | — | |||||||||
| 1.4 | — | |||||||||
| 1.5 | — | |||||||||
| 1.6 | — | |||||||||
| 1.7 | — | |||||||||
| 1.8 | — | |||||||||
| 1.9 | — | |||||||||
| 1.10 | — | |||||||||
| 1.11 | — |
| Продолжение таблицы 1.1 | |
| 1.12 | — |
| 1.13 | 5.5 |
| 1.14 | |
| 1.15 | |
| 1.16 | |
| 1.17 | |
| 1.18 | 9.5 |
| 1.19 | — |
| 1.20 | — |
| 1.21 | — |
| 1.22 | — |
| 1.23 | — |
| 1.24 | — |
| 1.25 | — |
| 1.26 | — |
| 1.27 | — |
| 1.28 | |
| 1.29 | |
| 1.30 | |
| 1.1 | — |
| 1.2 | — |
| 1.3 | — |
| 1.4 | — |
| 1.5 | — |
| 1.6 | — |
| 1.7 | — |
| 1.8 | — |
| Продолжение таблицы 1.1 | |
| 1.9 | — |
| 1.10 | — |
| 1.11 | — |
| 1.12 | — |
| 1.13 | |
| 1.14 | |
| 1.15 | |
| 1.16 | |
| 1.17 | |
| 1.18 | |
| 1.19 | — |
| 1.20 | — |
| 1.21 | — |
| 1.22 | — |
| 1.23 | — |
| 1.24 | — |
| 1.25 | — |
| 1.26 | — |
| 1.27 | — |
| 1.28 | |
| 1.29 | |
| 1.30 |
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 10100 — 
| 7536 — 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Зная ЭДС и внутреннее сопротивление эквивалентного генератора, вычисляем ток в исследуемой ветви:
Возьмем контур АВCА. Зададимся обходом контура по часовой стрелке. Заземлим одну из точек контура, пусть это будет точка А. Потенциал этой точки равен нулю 
Зная величину и направление токов ветвей и ЭДС, а также величины сопротивлений, вычислим потенциалы всех точек контура при переходе от элемента к элементу. Начнем обход от точки А.
Строим потенциальную диаграмму. По оси абсцисс откладываем сопротивления контура в той последовательности, в которой производим обход контура, прикладывая сопротивления друг к другу, по оси ординат -потенциалы точек с учетом их знака.
Расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока