Potentialen i en elektrisk parallellkopplat krets m. jordning

När du skall räkna ut potentialen så måste du utgå från jordpunkten, sedan skall det inte spela någon roll vilken väg du går från jordpunkten till C. Det kan vara ett bra sätt att kontrollera din beräkning, går du på flera olika sätt och ändå kommer fram till samma potential har du troligen gjort rätt.

Innan du gör detta måste du dock beräkna spänningarna över de olika motstånden. Då är det oväsentligt med jordpunkten så den kan du bortse från i detta moment. Det finns ett antal olika sätt att beräkna spänningarna.

Du kan använda strömdelningslagen för att få fram strömmen genom de olika motstånden och därmed kan du sedan beräkna spänningarna.

Du kan beräkna den totala ersättningsresistansen och därigenom U och sedan spänningsdelningslagen.

Det är bara att välja metod.

Jag räknar ut ersättningsresistansen:

R1+R2= 150Ω

R3+R4=150Ω

R ers= 1( (1/150)+(1/150) )=75Ω

Räknar ut U:

U= $R\times I$ = $75\times 0.4=30V$

Spänning över R1+R2 = R3+R4 = 30V (pga. parallelkoppling och att summan av alla spänningar i sluten krets=0)

Strömmen genom R1 och R2:

I=U/R I=30/150Ω=0.2A

Strömmen genom R3 och R4:

0.4A-0.2A=0.2A

Spänningen över de olika resistanserna:

U=$R\times I$

R1: $50\times 0.2=10V$

R2: $100\times 0.2=20$V

R3: $100\times 0.2=20V$

R4:$50\times 0.2=10V$

Såhär långt har jag kommit, det jag inte vet är om detta stämmer eller inte eftersom vi har jordningspunkten som spökar. Om det stämmer, så vet jag ej hur jag ska gå vidare ifrån detta steget för att hitta potentialen i punkt C.

Jag har inte räknat så jag kan inte garantera att det är rätt men det ser riktigt ut.

Nu kan du göra en potentialvandring från jordpunkten till C och få fram ditt svar. Håll bara reda på riktningen på spänningarna.

Som sagt, gå på lite olika sätt: jord, R4,R2,C eller jord,R3,R1,C och varför inte jord,R3,U,R2,C. Oavsett väg skall resultatet vara samma.

Isådanafall får jag potentialen i punkt C till 10V.

Dock har jag lärt mig att summan av alla spänningar i en sluten krets ska bli noll.

Problemet med mitt svar blir ju då, att om man går i den "övre" kretsen med U,R1,R2 hamnar vi aldrig på 0 om potentialen i punkt C är 10V...

Om vi istället utgår enbart från den övre kretsen och börjar vid U får jag potentialen i punkt C till 20V och då blir summan av spänningarna/potentialen 0 i både den "övre" och "undre" kretsen. Men då har jag ju ej tagit hänsyn till jordningen....

Potentialen är alltid i förhållande till jord, det går inte att beräkna en potential utan att jordpunkten är med. Potentialen i punkten C betyder: Spänningen mellan punkten C och jord.

Potentialen kan bli olika i samma krets beroende på var man sätter jordpunkten. I kretsen vi har här finns det 4 olika ställen vi kan sätta den på. För varje ställe får vi samma spänningar över de olika komponenterna men potentialen i C kan bli 0V, 20V -10V eller 10V.

Att summan av spänningarna i en krets blir noll är helt korrekt men detta gäller ju i en sluten krets och gäller i din koppling när du går olika kretsar runt. Dock skall du i en sådan inte ta hänsyn till jordpunkter eller potentialer utan bara spänningar över komponenter. Så i kretsen U,R1,R2 är summan av spänningarna noll. På samma sätt är summan av  spänningarna i U.R3,R4 och R1,R2,R3,R4 också noll.

Om du skall börja någon annan stans än i jordpunkten när du beräknar potentialen måste du då börja med potentialen i den punkt du börjar i. Om du till exempel börjar i spänningskällans minuspol måste du ta hänsyn till att potentialen i den punkten är -10V. Du får då potentialen i C till -10+30-10=10V

Börja potentialvandringen i C och sluta i jordpunkten. Ha koll på strömriktningarna!
$U_C=\frac{I}{2}(R_2-R_4)=0.2*50=10$
Vi kontrollräknar och gör potentialvandringen i motsatt riktning:
$U_C=\frac{I}{2}(-R_1+R_3)=0.2*50=10$

Nu förstår jag! Tack för hjälpen!