Тема электрического потенциала во многих источниках практически толком не раскрыта. Если и есть информация, то это как правило нагромождение формул и сложных терминов. Мне же нужно объяснение попроще. Многие просто открещиваются от этой темы, переходя к более простому понятию - разности потенциалов. А я решил копнуть чуть поглубже.
Логично было бы сразу простыми словами объяснить про потенциал. Но об этом подробнее все же в отдельной публикации. А пока просто выделим потенциалы на выводах источника постоянного тока.
Возьмем источник постоянного тока с ЭДС 12 В. Чтобы не усложнять, примем, что внутреннего сопротивления нет. Тогда его напряжение тоже 12 В. Напряжение - это разность потенциалов на выводах. Соответственно потенциал на плюсовом выводе +6 В, а потенциал на минусовом выводе -6 В. Как это увидеть в программе Multisim? Все просто - я использую осциллограф.
Хотя, не все так просто. Программа не будет работать, пока в схеме отсутствует заземление:
Если мы заземлим какой нибудь участок цепи (вывод источника питания), то ни о каком анализе потенциалов и речи быть не может. Точнее, мне не нужен анализ потенциалов с учетом принудительного введения нулевого потенциала в схему. Как же поступить? Раньше я просто не рассматривал цепи постоянного тока. А в цепях переменного тока использовал гальваническую развязку (трансформатор), чтобы уйти от влияния нулевого потенциала земли при анализе потенциалов на выводах генератора (трансформатора). Но оказалось, все намного проще - достаточно добавить в окно программы заземленный источник питания, а свою рассматриваемую цепь не заземлять. Вот такой вот хитрый трюк):
На следующей схеме показаны потенциалы на выводах источников постоянного тока 12 В и 9 В. Они нам пригодятся при решении задачи:
А задачу я возьму из следующего источника ("Электротехника практическое пособие В. Л. Лихачев"):
Я задачу упростил - убрал внутренние сопротивления, а нагрузку увеличил до 3 Ом.
Но я не просто так привел эту задачку. Решить ее можно и другим способом - зная потенциалы на выводах источников питания. Причем найти эти потенциалы можно и без осциллографа!
Все очень просто. Сначала нужно найти потенциал в точке соединения источников питания. Для этого складываем потенциал на минусовом выводе (-6 В) одного источника с потенциалом на минусовом выводе (-4,5 В) второго источника. Полученное значение делим на 1,5. Получаем -10,5/1,5 = -7 В потенциал в точке соединения двух источников. Зная этот потенциал, несложно найти остальные потенциалы. Так как напряжение первого источника 12 В, то 12+(-7) = +5 В - потенциал на плюсе первого источника. Проверяем (напряжение - это разность потенциалов) +5-(-7) = 12. Также находим потенциал на плюсовом выводе второго источника 9+(-7) = +2 В.
Проверим с помощью осциллографа:
Все сходится.
Мы нашли потенциалы на выводах +5 В и +2 В. Напряжение между выводами (от большего потенциала отнимаем меньший) +5 - (+2) = 3 В. По закону Ома находим силу тока I=U/R = 3/3 = 1 А.
Вот так мы решили задачу с помощью сложения потенциалов)
Читайте также: