Потенциальной диаграммой называется график зависимости потенциала φ от сопротивления R, полученный при обходе контура.
Расчет потенциалов точек цепи выполняется после определения токов в ветвях одним из рассмотренных выше методов и нахождения истинных направлений токов.
Расчет рекомендуется производить в следующей последовательности.
- Разбивают электрическую цепь (например, внешний контур) на участки, содержащие резисторы или источники ЭДС, обозначив буквами границы участков.
- Потенциал одной из точек принимают равным нулю.
- При обходе контура (направление произвольное) разность потенциалов φA – φB между концами каждого участка вычисляются по формулам, в зависимости от элемента, включенного на рассматриваемом участке цепи:
— если на участке включен резистор с сопротивлением R, то формула имеет вид
При этом следует иметь в виду, что φA > φB, так как направление тока от большего потенциала к меньшему;
— если участок содержит источник ЭДС с внутренним сопротивлением r0, то возможны два случая:
— источник ЭДС работает в режиме источника питания (ток через источник совпадает с направлением ЭДС), тогда разность потенциалов определяется по формуле
jA — jB = E — r0 I;
— источник ЭДС работает в режиме приемника (направления тока и ЭДС противоположны),
тогда формула примет вид jA — jB = E + r0 I.
Расчетное значение потенциала точки, с которой начат обход контура, должно получиться равным нулю, что является критерием правильности расчета.
При построении потенциальной диаграммы по оси абсцисс в масштабе откладывают последовательно значения сопротивлений резисторов, включенных в контур; по оси ординат — значения потенциалов точек.
Примерный вид потенциальной диаграммы изображен на рис. 9
Рис. 9