1-4. Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи

Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи можно наглядно представить при помощи графика.

Рис. 1-12.

На рис. 1-12 изображена схема простейшей неразветвленной цепи с двумя и внутренними сопротивлениями и двумя сопротивлениями

Пусть э. д. с. больше . В этом случае аналогично (1 -7а) действительный ток

и совпадает по направлению с э. д. с. . Для однозначного определения потенциала каждой точки рассматриваемой цепи можно положить, например, потенциал точки а равным нулю (заземление на рис. 1-12). Теперь легко найти потенциалы остальных точек.

Потенциал точки b меньше потенциала точки а:

При переходе через первый источник энергии потенциал повышается на значение и понижается на внутреннее падение напряжения, так что потенциал точки с

Для определения потенциала точки d надо из потенциала вычесть падение напряжения т. е.

Наконец, при переходе через второй источник энергии потенциал понижается не только на значение (по определению понятия ), но и на внутреннее падение напряжения, причем потенциал точки а должен быть равен нулю:

Отметим, что последнее выражение, конечно, не противоречит (1-13).

Если по оси абсцисс отложить в выбранном масштабе сопротивления участков в той последовательности, в которой они включены в цепь, а по оси ординат потенциалы соответствующих точек (рис. 1-13), то получится график распределения потенциала вдоль неразветвленной цепи. Пользуясь этим графиком, можно определить напряжение между любыми точками цепи. В частности, из графика следует, что напряжение на зажимах первого источника энергии

меньше его на внутреннее падение напряжения, а напряжение на зажимах второго источника энергии, наоборот, больше на внутреннее падение напряжения, т. е.

Отношение напряжения к сопротивлению любого пассивного участка цепи равно току участка и на графике потенциала определяется в некотором масштабе тангенсом угла наклона соответствующей прямой к оси абсцисс. Поэтому одинаков наклон прямых (например, ab и cd на рис. 1-13), определяющих изменение потенциала вдоль всех пассивных участков неразветвленной цепи с одним и тем же током.

Рис. 1-13.

Графики распределения потенциала внутри источника энергии могут иметь разный вид. В простейшем случае при равномерном распределении сопротивления и э. д. с. Е в источнике изменение потенциала внутри источника энергии иногда изображают прямой, показывающей или непрерывный рост (в источнике с пунктирная прямая ), или непрерывное уменьшение потенциала (в источнике с пунктирная прямая da).