Διάγραμμα δυνητικού κυκλώματος

Ένα διάγραμμα του δυναμικού ονομάζεται γραφική αναπαράσταση της κατανομής του ηλεκτρικού δυναμικού κατά μήκος ενός κλειστού βρόχου, ανάλογα με την αντίσταση των τμημάτων που περιλαμβάνονται στον επιλεγμένο βρόχο.

Επιλέγεται ένας κλειστός βρόχος για την κατασκευή ενός διαγράμματος δυναμικού. Αυτό το κύκλωμα χωρίζεται σε τμήματα με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει ένας χρήστης ή πηγή ενέργειας ανά τμήμα. Τα οριακά σημεία μεταξύ των τμημάτων πρέπει να επισημαίνονται με γράμματα ή αριθμούς.

Ένα σημείο του βρόχου είναι αυθαίρετα γειωμένο, το δυναμικό του θεωρείται υπό όρους μηδέν. Περνώντας γύρω από το περίγραμμα δεξιόστροφα από ένα σημείο μηδενικού δυναμικού, το δυναμικό κάθε επόμενου οριακού σημείου ορίζεται ως το αλγεβρικό άθροισμα του δυναμικού του προηγούμενου σημείου και η αλλαγή του δυναμικού μεταξύ αυτών των γειτονικών σημείων.

Η μεταβολή του δυναμικού ενός αντικειμένου εξαρτάται από τη σύνθεση του κυκλώματος μεταξύ των σημείων. Εάν ένας καταναλωτής ισχύος (αντίσταση) περιλαμβάνεται στη θέση, η αλλαγή στο δυναμικό είναι αριθμητικά ίση με την πτώση τάσης σε αυτήν την αντίσταση. Το πρόσημο αυτής της αλλαγής καθορίζεται από την κατεύθυνση του ρεύματος.Εάν οι κατευθύνσεις ρεύματος και παράκαμψης του βρόχου ταιριάζουν, το πρόσημο είναι αρνητικό, διαφορετικά είναι θετικό.

Εάν υπάρχει μια πηγή EMF στο αντικείμενο, τότε η αλλαγή δυναμικού εδώ είναι αριθμητικά ίση με την τιμή EMF αυτής της πηγής. Εάν η κατεύθυνση παράκαμψης του βρόχου και η κατεύθυνση του EMF συμπίπτουν, η αλλαγή του δυναμικού είναι θετική, διαφορετικά είναι αρνητική.

Μετά τον υπολογισμό των δυναμικών όλων των σημείων, κατασκευάζεται ένα διάγραμμα δυναμικού σε ένα ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων. Στον άξονα της τετμημένης, η αντίσταση των τμημάτων σχεδιάζεται σε κλίμακα με τη σειρά με την οποία συναντώνται κατά τη διέλευση του περιγράμματος και στην τεταγμένη, τα δυναμικά των αντίστοιχων σημείων. Το διάγραμμα δυναμικού ξεκινά με μηδενικό δυναμικό και τελειώνει μετά την κυκλική διέλευση του.

Κατασκευάστε ένα διάγραμμα κυκλώματος δυναμικού

Σε αυτό το παράδειγμα, κατασκευάζουμε ένα διάγραμμα δυναμικού για τον πρώτο βρόχο του κυκλώματος του οποίου το διάγραμμα φαίνεται στο Σχήμα 1.

Ρύζι. 1. Διάγραμμα σύνθετου ηλεκτρικού κυκλώματος

Το εξεταζόμενο κύκλωμα περιλαμβάνει δύο τροφοδοτικά E1 και E2, καθώς και δύο καταναλωτές ρεύματος r1, r2.

Διαιρούμε αυτό το περίγραμμα σε τμήματα, τα όρια των οποίων υποδεικνύονται με τα γράμματα a, b, c, d. Γειώνουμε το σημείο α, θεωρώντας συμβατικά το δυναμικό του μηδέν, και κυκλώνουμε το περίγραμμα δεξιόστροφα από αυτό το σημείο. Επομένως, φα = 0.

Το επόμενο σημείο της διαδρομής για να διασχίσετε το περίγραμμα θα είναι το σημείο β. Η πηγή EMF E1 βρίσκεται στο τμήμα ab. Καθώς μετακινούμαστε από τον αρνητικό στον θετικό πόλο της πηγής σε αυτήν την ενότητα, το δυναμικό αυξάνεται κατά την τιμή E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

Όταν μετακινούμαστε από το σημείο b στο σημείο c, το δυναμικό μειώνεται κατά το μέγεθος της πτώσης τάσης στην αντίσταση r1 (η κατεύθυνση παράκαμψης του βρόχου συμπίπτει με την κατεύθυνση του ρεύματος στην αντίσταση r1):

φc = φb — Az1r1 = 24 — 3 x 4 = 12V

Καθώς πηγαίνετε στο σημείο d, το δυναμικό αυξάνεται κατά την ποσότητα της πτώσης τάσης στην αντίσταση r2 (σε αυτήν την ενότητα, η κατεύθυνση του ρεύματος είναι αντίθετη από την κατεύθυνση της παράκαμψης του βρόχου):

φd = φ° C + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

Το δυναμικό του σημείου α είναι μικρότερο από το δυναμικό του σημείου d κατά την τιμή του EMF της πηγής E2 (η κατεύθυνση του EMF είναι αντίθετη από την κατεύθυνση παράκαμψης του κυκλώματος):

φa = φd — E2 = 12 — 12 = 0

Τα αποτελέσματα των υπολογισμών χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ενός δυναμικού διαγράμματος. Στον άξονα της τετμημένης, η αντίσταση των τμημάτων απεικονίζεται σε σειρά, όπως θα ήταν όταν το κύκλωμα περιβάλλεται από ένα σημείο μηδενικού δυναμικού. Τα προηγουμένως υπολογισμένα δυναμικά των αντίστοιχων σημείων σχεδιάζονται κατά μήκος της τεταγμένης (Εικ. 2).

Σχέδιο 2… Διάγραμμα δυναμικού περιγράμματος

Patskevich V.A.