Полярность падения напряжения в анализе цепей

В типичной цепи постоянного тока от одной батареи условный ток течёт от плюсового (+) ключа к минусовому (–). В примере ниже ток циркулирует по часовой стрелке через точки 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 и обратно к 1.

Когда ток проходит через резистор 5 Ω, на его выводах возникает падение напряжения. По определению, конец, куда входит ток, помечают плюсом, а выход — минусом. Таким образом, падение на резисторе составляет +10 В в точке 3 относительно точки 4.

Можно отметить полярность каждого падения в цепи простым правилом: плюс на входе тока, минус на выходе.

Ниже — полная таблица полярности напряжения между каждой парой опорных точек в этой цепи:

Между 1 (+) и 4 (–) = 10 В
Между 2 (+) и 4 (–) = 10 В
Между 3 (+) и 4 (–) = 10 В
Между 1 (+) и 5 (–) = 10 В
Между 2 (+) и 5 (–) = 10 В
Между 3 (+) и 5 (–) = 10 В
Между 1 (+) и 6 (–) = 10 В
Между 2 (+) и 6 (–) = 10 В
Между 3 (+) и 6 (–) = 10 В

Хотя в простом контуре запись полярности может показаться тривиальной, её освоение необходимо для анализа более сложных сетей с множеством резисторов, источников напряжения или обоих.

Полярность не входит в закон Ома

Полярность не участвует в расчётах по закону Ома — там никогда нет отрицательных значений U, I или R. Однако другие уравнения (например, второй закон Кирхгофа) явно учитывают знаковую условность при суммировании напряжений по контуру.

Главный вывод

• Полярность падения напряжения на резистивном элементе следует направлению тока: + на входе, – на выходе.

Связанные рабочие листы

• Рабочий лист по делителям напряжения