Потенциалы электрической цепи постоянного тока

Поскольку такие поля однозначно определяются значениями потенциала в различных точках, они называются потенциальными. В электротехнике важное значение имеет разность потенциалов, например, между двумя точками a и b: _a – _b.

Единицей потенциала и разности потенциалов является вольт (В). Он численно равен работе в 1 джоуль, произведенной при перемещении заряда в 1 кулон против сил поля из данной точки, имеющей потенциал 1 вольт, в бесконечность.

2) При вычислении потенциала последующей точки через потенциал предыдущей IRберут 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 ΣIR со знаком плюс, если обход этого участка совпадает с направлением тока I на нем.

3) Потенциальная диаграмма. 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 по данным примера 2.

Пример 11. Построить потенциальную диаграмму для контура abcea (см. рис. 2.9).

Решение. Подсчитаем суммарное сопротивление контура: 4 + 3 + 1 = 8 0м. Выберем масштабы по оси абсцисс (ось х) и по оси ординат (ось у).

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

Потенциал точки b: φ_b= φ_a+ I₂4 = φ_a- 60 = - 60 В; ее координаты: х = 4, у = -60. Потенциал точки с: φ_c= φ_b+ Е₂= 4 В; ее координаты: х = 4, у = 4. Потенциал точки е: φ_e= φ_c+ I₃R₄= 4 - 1 x 1 = З В; ее координаты: х = 5; у = 3.

Тангенс угла а₁ наклона прямой а_аЬ к оси абсцисс пропорционален току I₂, а тангенс угла а₂ наклона прямой се - току I₃; , где m_r и m_φ - масштабы по осям х и у.

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 IRберут 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 ΣIR со знаком плюс, если обход этого участка совпадает с направлением тока I на нем.

2. ТрансформаторТрансформаторами называются электромагнитные устройства, имеющие две или большее число индуктивно-связанных обмоток и предназначенные для изменения величины переменного напряжения (тока). Трансформатор состоит из ферромагнитного магнитопро-вода (сердечника) и расположенных на нем обмоток. Обмотка, подключаемая к источнику преобразуемого напряжения, называется первичной, а обмотки, к которым подключены потребители электрической энергии, - вторичными. В зависимости от назначения трансформаторы подразделяются на трансформаторы питания, согласующие и импульсные. Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Когда на первичную обмотку подается переменное напряжение, возникающий в результате этого переменный магнитный поток возбуждает во вторичной обмотке (катушке) переменное напряжение той же частоты. Однако напряжение на обмотках будет различным в зависимости от числа витков в каждой из них.