Решение задачи: анализ потенциальной диаграммы контура

Для выбора правильной потенциальной диаграммы для контура ABCDEFGH необходимо проанализировать изменение потенциала при обходе контура по часовой стрелке (согласно стрелке "Н.О."), начиная с точки A. 1. Участок AB: На этом участке нет элементов, потенциал не меняется (\( \varphi_A = \varphi_B \)). 2. Участок BC: Аналогично, потенциал не меняется (\( \varphi_B = \varphi_C \)). 3. Участок CD: Аналогично, потенциал не меняется (\( \varphi_C = \varphi_D \)). 4. Участок DE: На участке находится резистор \( R_5 \). Ток в нем направлен вниз (от D к E). При обходе от D к E мы идем по направлению тока, потенциал плавно уменьшается на величину \( I R_5 \). Точка E заземлена, значит \( \varphi_E = 0 \). Следовательно, в конце этого участка график должен прийти в ноль. 5. Участок EF: Потенциал не меняется (\( \varphi_E = \varphi_F = 0 \)). 6. Участок FG: На участке находятся ЭДС \( E_3 \) и резистор \( R_3 \). - При обходе от F к G мы проходим через \( E_3 \) от "+" к "-", потенциал скачком уменьшается на величину \( E_3 \). График уходит в отрицательную область. - Далее идем через \( R_3 \). Ток в нем направлен влево (от G к F). Мы идем от F к G, то есть против тока. Потенциал плавно увеличивается (поднимается вверх). 7. Участок GH: На участке находятся ЭДС \( E_1 \) и резистор \( R_1 \). - Проходим через \( E_1 \) от "+" к "-", потенциал снова скачком уменьшается. - Проходим через \( R_1 \). Ток направлен влево, мы идем от G к H (влево), то есть по току. Потенциал плавно уменьшается. 8. Участок HA: Потенциал не меняется, возвращаемся в исходную точку A. Анализ графиков: - Графики "a" и "c" показывают уход потенциала в отрицательную область, что соответствует нашим скачкам на ЭДС (от "+" к "-"). - На графике "a" мы видим: сначала потенциал равен 0 (участки без элементов), затем плавный спуск (резистор \( R_5 \)), затем резкий скачок вниз (ЭДС) и плавный подъем (резистор \( R_3 \)), затем еще один скачок и возврат. - Однако, если точка E заземлена (\( \varphi = 0 \)), то на участке DE (резистор \( R_5 \)) потенциал должен падать до нуля. Это значит, что до точки D потенциал был положительным. Посмотрим на график "b": 1. Потенциал растет (идем против тока на каком-то участке). 2. Скачок вниз (проход через ЭДС от "+" к "-"). 3. Плавный спуск до нуля (проход по току через резистор к заземленной точке). Наиболее физично для данного контура выглядит график "a" или "c", где есть характерный "зубец" вниз, соответствующий прохождению через ЭДС \( E_3 \) и \( E_1 \). Если рассматривать обход от заземленной точки E, то сначала идет подъем потенциала (против тока), затем скачки вниз на источниках. Правильный ответ: a. (График имеет начальный горизонтальный участок, затем плавное снижение, резкий скачок вниз и возврат к исходному уровню).