Потенциальная диаграмма

В схеме на рисунке 7 при переходе от точки 1 к точке 2 потенциал повышается на величину . При переходе от точки 2 к точке 3 потенциал снижается на величину . При переходе от точки 3 к точки 4 потенциал понижается на величину . Изменение потенциалов в электрической цепи можно наглядно изобразить графически в виде потенциальной диаграммы (рисунок 9).

Потенциалы точек: , , , , ,

Рисунок 9. Потенциальная диаграмма схемы, изображенной на рисунке 7.

Контрольные вопросы

1. Как составляется уравнение по 2 закону Кирхгофа для неразветвленной цепи?

2. Как составить баланс мощностей?

3. Что такое потенциальная диаграмма и как она составляется?

Задача 1

Генератор постоянного тока, аккумуляторная батарея и два резистора составляют неразветвленную цепь (рисунок 10). = 120 В, =1 Ом, = 72В, = 3 Ом, = 16 Ом, = 12 Ом.

Определить ток в цепи, составить баланс мощностей и построить потенциальную диаграмму.

; ; ; ;

; ;

Рисунок 10. Схема задачи 1

_; ; ; ;

Баланс мощностей:

Векторная диаграмма: 0+120 = 120 В.,

Задача 2.

По электрической цепи составить схему замещения; определить ток и напряжения на участках, а также мощности источников и потребителей; составить баланс мощностей.

Дано: . Определить режим работы источников.

Рисунок к задаче 2

Задача 3.

В условиях предыдущей задачи построить потенциальную диаграмму, а также определить э.д.с. и внутреннее сопротивление одного (эквивалентного) источника питания, который обеспечит такой же ток в цепи.

Задача 4.

По приведенной ниже схеме составить схему замещения; рассчитать силу тока и построить потенциальную диаграмму, если

Рисунок к задаче 4

Задача 5.

П

о приведенной ниже схеме составить схему замещения и рассчитать силу тока, если

Рисунок к задаче 5

Разветвленная электрическая цепь с 2 узлами. Параллельное соединение пассивных элементов

Ветви, присоединенные к одной паре узлов, включены параллельно (рисунок 11а). Поэтому ко всем ветвям приложено одно и то же напряжение.

Рисунок 11. Параллельное соединение пассивных элементов

Проводимость : Сопротивление:

Эквивалентная схема приведена на рисунке 11б).

( в соответствии с 1 законом Кирхгофа).

Если заданы величина ЭДС и величины всех сопротивлений, то по закону Ома:

; ; ; ;

Параллельное соединение источников электрической энергии

На практике часто встречаются случаи параллельного включения источников электрической энергии, работающих на один или несколько приемников (рисунок 12а).

Определив токи в источниках, мы можем узнать, как распределяется нагрузка между ними. Представим источники ЭДС (рисунок 12а) эквивалентными схемами источников тока, а сопротивление приемника заменим проводимостью (рисунок 12б).

Рисунок 12. Параллельное соединение источников электрической энергии

.

, где

По первому закону Кирхгофа для узла А (рисунок 12а): .

Отсюда:

Это равенство позволяет заменить 3 источника тока одним эквивалентным (рисунок 12в), у которого:

.

Токи в ветвях определяются по следующим формулам:

Из этих выражений следует, что источники с относительно большей ЭДС или относительно меньшим внутренним сопротивлением имеют больший ток, т.е. принимают на себя большую нагрузку

Если ЭДС и внутреннее сопротивление источников одинаковы, то нагрузка между ними распределяется поровну. Общий ток в этом случае . Параллельное соединение источников применяется для увеличения тока в приемнике. От схемы (рисунок 12в) можно перейти к схеме (рисунок 12г) с эквивалентным источником ЭДС, разделив уравнение на проводимость . ;

Задача 1.

=130 В, = 0,5 Ом, = 30 Ом, = 20 Ом, = 12 Ом.

Определить токи в схеме на рисунке 11а, мощность приемников и КПД источника.

Контрольные вопросы

1. Расскажите о расчете параллельного соединения пассивных элементов.

2. Как рассчитать схему, содержащую параллельно соединенные источники электрической энергии?