Diagrama de circuito potencial

Um diagrama do potencial é chamado de representação gráfica da distribuição do potencial elétrico ao longo de um circuito fechado, dependendo da resistência das seções incluídas no circuito selecionado.

Um circuito fechado é escolhido para construir um diagrama de potencial. Este circuito é dividido em seções de forma que haja um usuário ou fonte de energia por seção. Os pontos de fronteira entre as seções devem ser marcados com letras ou números.

Um ponto do loop é aterrado arbitrariamente, seu potencial é considerado condicionalmente como zero. Percorrendo o contorno no sentido horário a partir de um ponto de potencial zero, o potencial de cada ponto de limite subsequente é definido como a soma algébrica do potencial do ponto anterior e a mudança de potencial entre esses pontos adjacentes.

A mudança no potencial de um objeto depende da composição do circuito entre os pontos. Se um consumidor de energia (resistor) for incluído no local, a mudança no potencial é numericamente igual à queda de tensão nesse resistor. O sinal dessa mudança é determinado pela direção da corrente.Se as direções de corrente e desvio do loop coincidirem, o sinal é negativo, caso contrário, é positivo.

Se houver uma fonte EMF no objeto, então a mudança potencial aqui é numericamente igual ao valor EMF desta fonte. Se a direção do desvio do loop e a direção do EMF coincidirem, a mudança de potencial é positiva, caso contrário, é negativa.

Depois de calcular os potenciais de todos os pontos, um diagrama de potencial é construído em um sistema de coordenadas retangular. No eixo das abcissas, a resistência dos trechos é desenhada em escala na sequência em que se encontram ao cruzar o contorno, e nas ordenadas, os potenciais dos pontos correspondentes. O diagrama de potencial começa no potencial zero e termina depois de percorrê-lo.

Construir um diagrama de circuito potencial

Neste exemplo, construímos um diagrama de potencial para o primeiro loop do circuito cujo diagrama é mostrado na Figura 1.

Arroz. 1. Diagrama de um circuito elétrico complexo

O circuito considerado inclui duas fontes de alimentação E1 e E2, bem como dois consumidores de energia r1, r2.

Dividimos esse contorno em seções, cujos limites são indicados pelas letras a, b, c, d. Aterramos o ponto a, considerando convencionalmente seu potencial como zero, e circulamos o contorno no sentido horário a partir desse ponto. Portanto, φα = 0.

O próximo ponto no caminho para cruzar o contorno será o ponto b. A fonte EMF E1 está localizada na seção ab. À medida que nos movemos do pólo negativo para o pólo positivo da fonte nesta seção, o potencial aumenta pelo valor E1:

φb = φa + E1 = 0 + 24 = 24 V

Ao passar do ponto b para o ponto c, o potencial diminui de acordo com o tamanho da queda de tensão no resistor r1 (a direção do desvio do loop coincide com a direção da corrente no resistor r1):

φc = φb — Az1r1 = 24 — 3 x 4 = 12V

À medida que você vai para o ponto d, o potencial aumenta pela quantidade de queda de tensão no resistor r2 (nesta seção, a direção da corrente é oposta à direção do loop bypass):

φd = φ° C + I2r2 = 12 + 0 NS 4 = 12 V

O potencial do ponto a é menor que o potencial do ponto d pelo valor do EMF da fonte E2 (a direção do EMF é oposta à direção de contornar o circuito):

φa = φd — E2 = 12 — 12 = 0

Os resultados dos cálculos são usados ​​para construir um diagrama de potencial. No eixo das abcissas, a resistência das seções é plotada em série, como seria quando o circuito é circundado por um ponto de potencial nulo. Os potenciais previamente calculados dos pontos correspondentes são plotados ao longo da ordenada (Fig. 2).

Desenho 2… Diagrama de contorno potencial

Patskevich V.A.