דיאגרמת מעגלים פוטנציאלית

תרשים של הפוטנציאל נקרא ייצוג גרפי של התפלגות הפוטנציאל החשמלי לאורך לולאה סגורה, בהתאם להתנגדות של הקטעים הכלולים בלולאה שנבחרה.

לולאה סגורה נבחרה כדי לבנות דיאגרמת פוטנציאל. מעגל זה מחולק למקטעים בצורה כזו שיש משתמש או מקור אנרגיה אחד לכל מקטע. נקודות גבול בין חלקים חייבות להיות מסומנות באותיות או מספרים.

נקודה אחת של הלולאה מקורקעת באופן שרירותי, הפוטנציאל שלה נחשב אפסי. בהסתובבות של קווי המתאר עם כיוון השעון מנקודה של אפס פוטנציאל, הפוטנציאל של כל נקודת גבול עוקבת מוגדר כסכום האלגברי של הפוטנציאל של הנקודה הקודמת ושינוי הפוטנציאל בין הנקודות הסמוכות הללו.

השינוי בפוטנציאל של עצם תלוי בהרכב המעגל בין הנקודות. אם צרכן חשמל (נגד) כלול במיקום, השינוי בפוטנציאל שווה מספרית למפל המתח על פני אותו נגד. הסימן לשינוי זה נקבע לפי כיוון הזרם.אם הכיוונים הנוכחיים והעוקפים של הלולאה תואמים, הסימן שלילי, אחרת הוא חיובי.

אם יש מקור EMF על האובייקט, אז השינוי הפוטנציאלי כאן שווה מספרית לערך EMF של מקור זה. אם כיוון המעקף של הלולאה וכיוון EMF חופפים, השינוי הפוטנציאלי חיובי, אחרת הוא שלילי.

לאחר חישוב הפוטנציאלים של כל הנקודות, נבנה דיאגרמת פוטנציאל במערכת קואורדינטות מלבנית. על ציר האבססיס, ההתנגדות של החתכים מצוירת לפי קנה מידה ברצף שבו הם נפגשים בעת חציית קו המתאר, ועל הסמכה, הפוטנציאלים של הנקודות המתאימות. דיאגרמת הפוטנציאל מתחילה באפס פוטנציאל ומסתיימת לאחר רכיבה על אופניים דרכו.

בנו דיאגרמת מעגלים פוטנציאליים

בדוגמה זו, אנו בונים דיאגרמת פוטנציאל עבור הלולאה הראשונה של המעגל שהדיאגרמה שלו מוצגת באיור 1.

אורז. 1. תרשים של מעגל חשמלי מורכב

המעגל הנחשב כולל שני ספקי כוח E1 ו-E2, כמו גם שני צרכני חשמל r1, r2.

אנו מחלקים את קווי המתאר לקטעים, שגבולותיהם מסומנים באותיות a, b, c, d. נטחנו את נקודה a, באופן קונבנציונלי, מחשיבים את הפוטנציאל שלה לאפס, ומקיפים את קווי המתאר בכיוון השעון מנקודה זו. לכן, φα = 0.

הנקודה הבאה בשביל לחצות את קו המתאר תהיה נקודה ב. מקור EMF E1 ממוקם בסעיף ab. ככל שאנו עוברים מהקוטב השלילי לחיובי של המקור בסעיף זה, הפוטנציאל גדל בערך E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

כאשר עוברים מנקודה b לנקודה c, הפוטנציאל יורד בגודל מפל המתח על פני הנגד r1 (כיוון המעקף של הלולאה עולה בקנה אחד עם כיוון הזרם בנגד r1):

φc = φb — Az1r1 = 24 — 3 x 4 = 12V

ככל שאתה הולך לנקודה d, הפוטנציאל גדל בכמות נפילת המתח על פני הנגד r2 (בקטע זה, כיוון הזרם מנוגד לכיוון מעקף הלולאה):

φd = φ° C + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

הפוטנציאל של נקודה a קטן מהפוטנציאל של נקודה d בערך של EMF של המקור E2 (כיוון ה-EMF מנוגד לכיוון עקיפת המעגל):

φa = φd — E2 = 12 — 12 = 0

תוצאות החישובים משמשות לבניית דיאגרמת פוטנציאל. על ציר האבססיס, ההתנגדות של המקטעים משורטטת בסדרה, כפי שהיא תהיה כאשר המעגל מוקף בנקודה בעלת פוטנציאל אפס. הפוטנציאלים שחושבו קודם לכן של הנקודות המתאימות משורטטים לאורך הסמין (איור 2).

ציור 2... דיאגרמת קווי מתאר פוטנציאליים

Patskevich V.A.