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).