Proud přes rezistor
On 11 prosince, 2020 by adminMoje otázka se týká obrázku níže:
Z toho, co jsem si dříve myslel, byste pro výpočet proudu přes odpor použili Ohmův zákon, což znamená dostanete napětí na rezistoru děleno odporem rezistoru.
Obvykle můžete vypočítat napětí na rezistoru pomocí pravidla děliče potenciálu, ale v případech uvedených na obrázcích jste daná napětí na obou stranách rezistoru.
Takže moje otázka zní, proč je nižší napětí odečteno od vyššího napětí? Chápu, že přidání dvou napětí by bylo v rozporu s ochranou energie, ale můžu „Nemyslím na logický nebo matematický důvod odečtení.“
Komentáře
- Re, " Přidání těchto dvou napětí by bylo v rozporu s ochranou energie " Napětí není energie. Napětí je potenciál : Rozdíl mezi napětím ve dvou různých bodech obvodu je úměrný množství energie, kterou elektron získá z elektrického pole nebo ztratí na elektrické pole při pohybu z jednoho ukázat na druhého. Je to ' podobné tomu, jak je výškový rozdíl mezi dvěma body úměrný množství energie, kterou masivní objekt získá nebo ztratí na gravitační pole, když jej zvednete nebo spustíte mezi těmito dvěma body.
- Dobře, to dává smysl, díky
Odpovědět
$ V $ v Ohmově zákoně je podle definice rozdíl mezi potenciály. Proč by nyní zákon vyžadoval odečítání místo sčítání? Představte si, že místo napětí je váš zákon úměrný délce nějakého objektu. Pokud máte v systému souřadnic jeden konec objektu souřadnici $ x_1 $ a druhý konec souřadnici $ x_2 $ , délka by byla rozdíl mezi nimi, jejich přidání nemá žádný význam. Totéž se děje s napětím. Specifické napětí je absolutní míra vzhledem k určitému počátku souřadnic. Chcete rozdíl, který je nezávislý na tomto systému souřadnic.
Komentáře
- Chápu, díky vaší analogii délky bylo snadné pochopit, děkuji.
Odpověď
Takže moje otázka zní, proč se odečítá nižší napětí od vyššího napětí?
$ V_A $ a $ V_B $ ve vašem diagramu představují elektrické potenciály vzhledem k určitému referenčnímu bodu v obvodu (který není zobrazen). Při použití Ohmova zákona je $ V $ rozdíl v potenciálu mezi dvěma svorkami rezistoru.
Ve vašem prvním schématu je elektrický potenciál $ V_A $ je zjevně větší než $ V_B $ s ohledem na tento odkaz. Rozdíl v potenciálu napříč $ R_1 $ je tedy $ V_ {A} -V_B $ a aktuální toky ve znázorněném směru.
Ve druhém diagramu je situace obrácená.
Doufám, že to pomůže.
Odpovědět
Když jsem byl ve škole, neustále mi říkali, že tok elektřiny je jako tok vody v řece. Napěťový nebo potenciální rozdíl byl jako výškový rozdíl dvou částí řeky. Takže nejvyšší vodopád na světě (nazývaný Andělské vodopády) by měl velký potenciál, protože rozdíl na výšku (Htop – Hbottom) je velký. Provedete odečtení, abyste zjistili potenciální rozdíl.
To znamená, že v době, kdy voda dosáhne dna pádů, nabrala spoustu kinetické energie. Pokud řeka klesne jen mírně, je potenciální rozdíl menší a na jednotku vody se získá méně kinetické energie. Velká pomalá řeka tedy může mít jen malý potenciální rozdíl. Je to jako rozdíl napětí mezi dvěma stranami rezistoru.
Při stejné analogii je měřítkem množství vody protékající kolem bodu v řece proudu. Andělské vodopády jsou vysoké, ale nestéká z nich moc vody, takže proud je malý. Temže přes Londýn je široká a hluboká. Ačkoli potenciální rozdíl není z jednoho bodu do druhého příliš velký, pomalu teče spousta vody. Proud je vysoký, ale potenciální rozdíl je nízký.
Doufám, že je koherentní a dává nějaký smysl!
Napsat komentář