Schema elettrico potenziale

Un diagramma del potenziale è chiamato una rappresentazione grafica della distribuzione del potenziale elettrico lungo un anello chiuso, in funzione della resistenza delle sezioni incluse nell'anello selezionato.

Viene scelto un anello chiuso per costruire un diagramma potenziale. Questo circuito è suddiviso in sezioni in modo tale che vi sia un utente o una fonte di energia per sezione. I punti di confine tra le sezioni devono essere contrassegnati con lettere o numeri.

Un punto del circuito è arbitrariamente messo a terra, il suo potenziale è condizionalmente considerato pari a zero. Percorrendo il contorno in senso orario da un punto di potenziale zero, il potenziale di ogni successivo punto di confine è definito come la somma algebrica del potenziale del punto precedente e la variazione di potenziale tra questi punti adiacenti.

La variazione di potenziale di un oggetto dipende dalla composizione del circuito tra i punti. Se nella posizione è incluso un consumatore di energia (resistore), la variazione di potenziale è numericamente uguale alla caduta di tensione attraverso quel resistore. Il segno di questo cambiamento è determinato dalla direzione della corrente.Se le direzioni di corrente e bypass del loop coincidono, il segno è negativo, altrimenti è positivo.

Se c'è una sorgente EMF sull'oggetto, allora il cambiamento potenziale qui è numericamente uguale al valore EMF di questa sorgente. Se la direzione di bypass della spira e la direzione dell'EMF coincidono, la variazione potenziale è positiva, altrimenti è negativa.

Dopo aver calcolato i potenziali di tutti i punti, viene costruito un diagramma potenziale in un sistema di coordinate rettangolare. Sull'asse delle ascisse è riportata in scala la resistenza delle sezioni nell'ordine in cui si incontrano nell'attraversamento del contorno e sulle ordinate i potenziali dei punti corrispondenti. Il diagramma del potenziale inizia a potenziale zero e termina dopo averlo attraversato ciclicamente.

Costruire un potenziale schema elettrico

In questo esempio, costruiamo un diagramma di potenziale per il primo anello del circuito il cui diagramma è mostrato in Figura 1.

Riso. 1. Schema di un circuito elettrico complesso

Il circuito considerato include due alimentatori E1 ed E2, nonché due consumatori di energia r1, r2.

Dividiamo questo contorno in sezioni, i cui confini sono indicati dalle lettere a, b, c, d. Fissiamo il punto a, considerando convenzionalmente che il suo potenziale sia zero, e circondiamo il contorno in senso orario da questo punto. Pertanto, φα = 0.

Il prossimo punto sul percorso per attraversare il contorno sarà il punto b. La sorgente EMF E1 si trova nella sezione ab. Mentre ci spostiamo dal polo negativo a quello positivo della sorgente in questa sezione, il potenziale aumenta del valore E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

Quando ci si sposta dal punto b al punto c, il potenziale diminuisce dell'entità della caduta di tensione attraverso il resistore r1 (la direzione di bypass del circuito coincide con la direzione della corrente nel resistore r1):

φc = φb — Az1r1 = 24 — 3 x 4 = 12V

Passando al punto d, il potenziale aumenta della quantità di caduta di tensione attraverso il resistore r2 (in questa sezione, la direzione della corrente è opposta alla direzione del bypass del loop):

φd = φ° C + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

Il potenziale del punto a è inferiore al potenziale del punto d del valore dell'EMF della sorgente E2 (la direzione dell'EMF è opposta alla direzione di bypass del circuito):

φa = φd — E2 = 12 — 12 = 0

I risultati dei calcoli vengono utilizzati per costruire un diagramma potenziale. Sull'asse delle ascisse, la resistenza delle sezioni è tracciata in serie, come sarebbe quando il circuito è circondato da un punto di potenziale zero. I potenziali precedentemente calcolati dei punti corrispondenti sono tracciati lungo l'ordinata (Fig. 2).

Disegno 2… Diagramma di contorno potenziale

Patskevich V.A.