Потенциальные диаграммы электрических цепей постоянного тока.

Заземление любой точки схемы свидетельствует о том, что потенциал этой точки, принят равным нулю. При этом токораспределение в схеме не изменяется, так как никаких новых ветвей, по которым могли бы протекать токи, не образуется. Иначе будет, если заземлить две или большее число точек схемы, имеющих различные потенциалы. В этом случае через землю (любую проводящую среду) образуются дополнительные ветви, сама схема становится отличной от исходной и токораспределение в ней меняется.

Под потенциальной диаграммой понимают график распределения потенциала вдоль какого-либо участка цепи или замкнутого контура. По оси абсцисс на нем откладывают сопротивления вдоль контура, начиная с какой-либо произвольной точки, по оси ординат – потенциалы. Каждой точке участка цепи или замкнутого контура соответствует своя точка на потенциальной диаграмме.

Рассмотрим последовательность построения потенциальной диаграммы для цепи рис. 2.7. Дано: E ₁=80 В; E ₂=64 В; R ₁=60 Ом; R ₂=40 Ом; R ₃=40 Ом, I ₁=1, 4 А; I ₂=–1, 5 A; I ₃=0, 1 A.

Пример. Построить потенциальную диаграмму для контура bcаdb.

Решение. Подсчитаем суммарное сопротивление контура; 60+40=100 Ом. Выберем масштабы по оси абсцисс (ось х)и по оси ординат (ось у).

Произвольно примем потенциал одной из точек, например точки b, φ _b =0. Эту точку на диаграмме рис. 2.11, а поместим в начало координат.

Потенциал точки c: φ _c =φ _b+E ₁=0+80=80 В, ее координаты х =0, y =80.

Потенциал точки a: φ _a =φ _c – I ₁ R ₁=80–84=–4 В, ее координаты х =60, y =–4.

Потенциал точки d: φ _d =φ _a + I ₂ R ₂=–4+(–60)=–64 В, ее координаты х =100, y =–64.

Потенциал точки b: φ _b =φ _d + E ₂=–64+64=0 В, ее координаты х =100, y =0.

Обратим внимание на различие в знаках, с которыми входит падение напряжения IR при определении потенциала какой-либо точки схемы через потенциал исходной точки и при составлении уравнений по второму закону Кирхгофа. При вычислении потенциала последующей точки через потенциал предыдущей IR берут со знаком минус, если перемещение по сопротивлению R совпадает по направлению с током, тогда как при составлении уравнений по второму закону Кирхгофа IR некоторого участка цепи берут в сумме ∑ IR со знаком плюс, если обход этого участка совпадает с направлением тока I на нем.