Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Распределение потенциала в электрической цепи






 

Если в электрической цепи течет постоянный ток, значит внутри проводников этой цепи имеется постоянное электрическое поле. Потенциал его изменяется по величине, при переходе от одно точки к другой в направлении тока (рис. 2-13). Наибольшим потенциалом во внешнем участке цепи обладает положительный зажим источника электрической энергии, к которому подключен данный внешний участок цепи, наименьшим потенциалом- отрицательный зажим.

Падение потенциала происходит в проводниках цепи, в направлении течения постоянного тока. Наоборот, прирост потенциал можно наблюдать в противоположном направлении.

Если известен потенциал какой-либо точки цепи, то, зная направление и величину тока, а также сопротивления отдельных участков цепи, можно определить потенциал любых точек этой цепи.

Допустим, что на некотором участке цепи ab (рис. 2-13) течет

постоянный ток I, а сопротивление этого участка R. Если известен потенциал точки а, то можно определить потенциал точки b. Так как ток течет от точки а к точке b, то потенциал φ а больше потенциала φ b, т. е. φ а > φ b

Падение напряжения на участке а b цепи равно произведению тока на сопротивление этого участка, т. е. Uab = I R.

Но напряжение Uab равно разности потенциалов точек а и b

φ а - φ b= I R, а следовательно, φ b = φ а - I R

 

Ø Вывод: потенциал, φ b конечной точки в участке цепи ab равняется потенциалу φ а начальной точки а

этого участка, минус падение напряжения в сопротивлении R.

Потенциал величина относительная. Численное значение потенциала зависит от величины потенциала некоторой исходной точки цепи.

Условно принято считать, что потенциал земли равен нулю и следовательно, всякая заземленная точка имеет нулевой потенциал.

Если перемещаться по электрической цепи от точки с нулевым потенциалом навстречу току, то будет наблюдаться увеличение потенциала. Графическое изображение изменения потенциала вдоль замкнутой цепи называется потенциальной диаграммой, посмотрим распределение потенциала в электрической цепи и принцип построения потенциальной диаграммы на примере решения задачи.

 

Задача: Требуется построить потенциальную диаграмму для цепи (рис. 2- 14), если электродвижущие силы источников электрической энергии Е1 = 16 [В] и Е2 = 4 [В], а их внутренние сопротивление соответственно равны Ro1 = 1 [Ом]; Ro2 =1[Ом], остальные сопротивления цепи равны: R1=2[Ом]; R2= 1[Ом] и R3 = 0, 5[Ом].

 

Решение: Вначале определим направление и величину тока в цепи, Электродвижущие силы E1 и Е2 направлены навстречу друг другу, (Следовательно, результирующая электродвижущая сила будет равна разности E12, а ток будет иметь направление, совпадающее с направлением действия электродвижущей си­лы Е1 так как Е1> -Е2. Значит, ток I во внешней цепи имеет направление от плюса источни­ка с электродвижущей силой Е1 к его минусу, как обозначено стрелкой на рисунке.

Величину тока I найдем, исходя из формулы закона Ома для участка цепи:

 

I= (E12) /(R01 + Ro2 + R2 + R3) =

= (16-4)/(1+2+1+ 1, 5 +0, 5) = 2 [A ] (2. 41.)

Потенциал точки а равен нулю φ а = 0, т. к. эта точка за­землена.

Потенциал точки q больше потенциала точки а на величину падения напряжения в сопротивлении R3 .

φ q = φ а + I R3 = 1 +2* 0, 5 = 2 [В] (2.42)

Потенциал точки f больше потенциала точки q на величину падения напряжения в сопротивлении R2

φ f = φ q + I R2 = 2 + 2* 1 = 4 [В] (2. 43)

Потенциал точки e больше потенциала точки f на величину падения напряжения в сопротивлении Ro2

φ е = φ f + I R02 = 4 + 2*1 = 6 [В] (2. 44)

 

Потенциал точки d больше потенциала точки e на величинуэлектродвижущей силы Е2, эта ЭДС направлена на встречу току.

φ d = φ е + Е2 = 6 + 4 = 10 [В] (2. 45)

Потенциал точки c больше потенциала точки d на величину падения напряжения в сопротивлении R1

φ c = φ d + I R1 = 10 + 2*2 = 14 [В] (2. 46)

Потенциал точки b меньше потенциала точки c на величинуэлектродвижущей силы Е1, эта ЭДС совпадает с направлением тока.

φ b = φ c - Е1 = 14 - 16 = -2 [В] (2. 47)

Потенциал точки e больше потенциала точки f на величину падения напряжения в сопротивлении Ro1

φ а = φ b+ I R01 = -2 + 2*1 = 0 [В]

(2. 48)

Ø Вывод: Из потенциальной диаграммы видно, что при переходе через источник электрической энергии потенциал в цепи изменяется скачком.

Ø Если переходим от минуса к плюсу, потенциал повышается, и на оборот от плюса к минусу понижается.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал