Потенциальная диаграмма и её построение
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 поданным примера 2.
Пример: 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, φa = 0. Эту точку на диаграмме рис. 2.11, а поместим в начало координат.
Потенциал точки b: φb = φa + I24 = φa - 60 = - 60 В; ее координаты: х = 4, у = -60. Потенциал точки с: φc = φb + Е2 = 4 В; ее координаты: х = 4, у = 4. Потенциал точки е: φe = φc + I3R4 = 4 - 1 x 1 = З В; ее координаты: х = 5; у = 3.
Тангенс
угла а1 наклона прямой ааЬ к
оси абсцисс пропорционален току I2,
а тангенс угла а2 наклона
прямой се - току I3; 
,
где mr и mφ - 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 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 ΣIR со знаком плюс, если обход этого участка совпадает с направлением тока I на нем.
Баланс мощности для электрических цепей постоянного и синусоидального токов
Баланс мощностей является следствием закона сохранения энергии и может служить критерием правильности расчета электрической цепи.
а) Постоянный ток
Для любой цепи постоянного тока выполняется соотношение:
|
(14) |
Это уравнение представляет собой математическую форму записи баланса мощностей: суммарная мощность, генерируемая источниками электрической энергии, равна суммарной мощности, потребляемой в цепи.
Следует указать, что в левой части (14) слагаемые имеют знак “+”, поскольку активная мощность рассеивается на резисторах. В правой части (14) сумма слагаемых больше нуля, но отдельные члены здесь могут иметь знак “-”, что говорит о том, что соответствующие источники работают в режиме потребителей энергии (например, заряд аккумулятора).
б) Переменный ток. (особенность, полн активная и реактивная состовляющие мощности источника и приемника дБ равны др др)
Из закона сохранения энергии следует, что сумма всех отдаваемых активных мощностей равна сумме всех потребляемых активных мощностей, т.е.
|
(15) |
В ТОЭ доказывается (вследствие достаточной громоздкости вывода это доказательство опустим), что баланс соблюдается и для реактивных мощностей:
|
(16) |
где
знак “+” относится к индуктивным
элементам 
,
“-”
– к емкостным 
.
Умножив
(16) на “j” и сложив полученный результат
с (15), придем к аналитическому выражению
баланса мощностей в цепях синусоидального
тока (без учета взаимной индуктивности):
или
