Порядок построения потенциальной диаграммы

Потенциальной диаграммой называется график распределения потенциала вдоль какого-либо участка электрической цепи или замкнутого контура.

Потенциал точки, с которой начинается обход контура, принимают равным нулю. Потенциальная диаграмма позволяет определить напряжение между двумя любыми точками цепи.

Потенциальная диаграмма строится в следующем порядке.

1. Строим прямоугольную систему координат, в которой по оси абсцисс откладываем сопротивления, а по оси ординат потенциалы.

2. Подсчитываем суммарное сопротивление контура, исходя из его величины, выбираем масштаб оси сопротивлений.

3. Заданную точку цепи принимаем за точку нулевого потенциала, то есть .

4. От точки нулевого потенциала выбираем направление обхода контура (по часовой стрелке или против часовой стрелки).

5. Помещаем точку нулевого потенциала в начало координат и от этой точки вдоль оси абсцисс последовательно откладываем сопротивления участков вдоль обхода контура.

6. Напротив каждого сопротивления по оси ординат откладываем потенциалы соответствующих точек.

7. Полученные точки соединяем между собой прямыми линиями.

Программа выполнения работы

1. Подготовить протокол работы, содержащий название работы, цель работы, схемы экспериментов и таблицы для записи результатов.

2. Получить задание преподавателя, согласно этому заданию в среде «Electronics Workbench» собрать схему и выполнить необходимые измерения.

3. По результатам измерений выполнить требуемые расчеты и построить потенциальную диаграмму.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь, согласно полученному варианту задания и установить заданные параметры. Сопротивления амперметров по умолчанию составляют 1мОм, вольтметров 1 МОм. При сборке схемы обратить внимание на полярность подключения приборов.

Заданные параметры занести в таблицу 2.1. Записать номер варианта.

Таблица 2.1

Исходные параметры схемы

Е1, В	Е2, В	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	R6, Ом	R7, Ом	R8, Ом

2. Включить схему. Записать в таблицу 2.2 показания амперметров с учетом получившегося знака.

3. При помощи вольтметра замерить напряжения на резисторах. Результаты записать в таблицу 2.2.

4. С помощью вольтметра замерить потенциалы всех точек относительно заданной точки. При этом отрицательный зажим вольтметра подключается к точке нулевого потенциала, а положительный к точкам, в которых измеряется потенциал. Вольтметр покажет потенциал с учетом знака. Результаты записать в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Результаты измерений

I1, A	I2, A	I3, A	I4, A	I5, A	I6, A	U1, В	U2, В	U3, В	U4, В	U5, В
U6, В	U7, В	U8, В	φ1, В	φ2, В	φ3, В	φ4, В	φ5, В	φ6, В	φ7, В	φ8, В

5. Основываясь на полярности подключения амперметров, расставить условно-положительные направления токов в ветвях.

6. Пользуясь обобщенным законом Ома и измеренными значениями потенциалов рассчитать токи в ветвях. Результаты записать в таблицу 2.3. Сравнить их с измеренными значениями токов.

Таблица 2.3

Токи, рассчитанные по закону Ома

I1, A	I2, A	I3, A	I4, A	I5, A	I6, A

7. Составить уравнения по законам Кирхгофа для заданной схемы и, исходя из них, рассчитать токи в ветвях, а затем напряжения на резисторах. Результаты записать в таблицу 2.4. Сравнить с измеренными значениями.

Таблица 2.4

Результаты расчетов по законам Кирхгофа

I1, A	I2, A	I3, A	I4, A	I5, A	I6, A
U1, В	U2, В	U3, В	U4, В	U5, В	U6, В	U7, В	U8, В

8. Построить потенциальную диаграмму по двум контурам (по заданию преподавателя), используя измеренные значения потенциалов.