Потенциальная диаграмма

Потенциальная диаграмма – это график распределения потенциалов вдоль какого-либо участка цепи или замкнутого контура. По оси абсцисс на нем откладывают сопротивления вдоль контура, начиная с точки, потенциал которой принимают равным нулю, по оси ординат - потенциалы. Каждой точке рассматриваемого контура соответствует своя точка на потенциальной диаграмме.

потенциальная диаграмма - student2.ru ПРИМЕР 1.7.1

Дано: потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru В; потенциальная диаграмма - student2.ru В; потенциальная диаграмма - student2.ru А; потенциальная диаграмма - student2.ru А; потенциальная диаграмма - student2.ru А.

Построить потенциальную диаграмму для контура авсdа.

Решение: Подсчитаем суммарное сопротивление контура авсdа потенциальная диаграмма - student2.ru Ом и выберем масштабы по оси ординат. Точку а помещаем в начало координат. Определяем потенциалы в, с, d и их координаты.

Принимаем потенциальная диаграмма - student2.ru . Токораспределение в схеме при заземлении одной точки не изменится, т.к. никаких новых ветвей при этом не образуется.

потенциальная диаграмма - student2.ru В, потенциальная диаграмма - student2.ru ;

потенциальная диаграмма - student2.ru В, потенциальная диаграмма - student2.ru ;

потенциальная диаграмма - student2.ru В, потенциальная диаграмма - student2.ru ;

потенциальная диаграмма - student2.ru В, потенциальная диаграмма - student2.ru .

потенциальная диаграмма - student2.ru

МЕТОД УЗЛОВЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ

Метод расчета электрических цепей, в котором за неизвестные принимают потенциалы узлов схемы, называют методом узловых потенциалов. Число неизвестных в этом методе равно числу узлов минус один.

Потенциал одного узла схемы принимают равным нулю, для остальных составляют систему уравнений вида

потенциальная диаграмма - student2.ru ,

где потенциальная диаграмма - student2.ru - сумма проводимостей ветвей, сходящихся в узле к;

потенциальная диаграмма - student2.ru - сумма проводимостей ветвей, соединяющих узлы к и m, взятая со знаком «-»;

потенциальная диаграмма - student2.ru - узловой ток узла к. Находится как алгебраическая сумма токов короткого замыкания всех ветвей, сходящихся в узле к. С плюсом берутся те токи, источники которых направлены к узлу к.

Если между двумя узлами нет ветви, то соответствующая проводимость равна нулю.

После решения системы относительно потенциалов определяют токи в ветвях по закону Ома.

ПРИМЕР 1.8.1

потенциальная диаграмма - student2.ru Дано: потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru В; потенциальная диаграмма - student2.ru В; потенциальная диаграмма - student2.ru В; потенциальная диаграмма - student2.ru А.

Определить токи методом узловых потенциалов.

Решение:

Примем потенциал узла 4 равным нулю: потенциальная диаграмма - student2.ru , тогда потенциал потенциальная диаграмма - student2.ru В.

Составим уравнения для узлов 1 и 2 (при этом учтем, что проводимость ветви, соединяющей узлы 1 и 2, потенциальная диаграмма - student2.ru ):

потенциальная диаграмма - student2.ru

потенциальная диаграмма - student2.ru

Подставляем числовые значения:

потенциальная диаграмма - student2.ru В;

потенциальная диаграмма - student2.ru В

Токи в ветвях находим по закону Ома:

потенциальная диаграмма - student2.ru А;

потенциальная диаграмма - student2.ru А;

потенциальная диаграмма - student2.ru А;

потенциальная диаграмма - student2.ru А.

Ток потенциальная диаграмма - student2.ru находим по первому закону Кирхгофа, примененному к узлам 3 или 4: потенциальная диаграмма - student2.ru А или потенциальная диаграмма - student2.ru А.

МЕТОД ЭКВИВАЛЕНТНОГО ГЕНЕРАТОРА

Метод эквивалентного генератора используется для определения тока в заданной ветви. По этому методу пассивную часть заданной ветви рассматривают как нагрузку эквивалентного генератора, которым является вся оставшаяся цепь.

Сначала определяют параметры схемы замещения эквивалентного генератора потенциальная диаграмма - student2.ru и потенциальная диаграмма - student2.ru , а затем находят неизвестный ток по выражению

потенциальная диаграмма - student2.ru .

ПРИМЕР 1.9.1

потенциальная диаграмма - student2.ru Дано: потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru Ом; потенциальная диаграмма - student2.ru В; потенциальная диаграмма - student2.ru В.

Определить показание амперметра.

Решение:

По теореме об эквивалентном генераторе потенциальная диаграмма - student2.ru .

потенциальная диаграмма - student2.ru потенциальная диаграмма - student2.ru находим из уравнения, составленного по второму закону Кирхгофа для схемы в режиме холостого хода:

потенциальная диаграмма - student2.ru

Определяем токи потенциальная диаграмма - student2.ru и потенциальная диаграмма - student2.ru :

потенциальная диаграмма - student2.ru А,

потенциальная диаграмма - student2.ru А.

Тогда потенциальная диаграмма - student2.ru В.

Для определения потенциальная диаграмма - student2.ru из схемы исключаем все источники э.д.с., оставляя их внутренние сопротивления:

потенциальная диаграмма - student2.ru Ом.

Искомый ток потенциальная диаграмма - student2.ru А.

Наши рекомендации