Prąd przez rezystor
On 11 grudnia, 2020 by adminMoje pytanie odnosi się do poniższego obrazu:
Z tego, co myślałem wcześniej, aby obliczyć prąd przez rezystor, należy użyć prawa Ohma, co oznacza otrzymujesz napięcie na rezystorze podzielone przez rezystancję rezystora.
Zwykle możesz obliczyć napięcie na rezystorze za pomocą reguły dzielnika potencjału, ale w przypadkach przedstawionych na obrazach dane napięcia po obu stronach rezystora.
Więc moje pytanie brzmi: dlaczego niższe napięcie jest odejmowane od wyższego? Rozumiem, że dodanie dwóch napięć byłoby sprzeczne z zasadą zachowania energii, ale mogę Nie myśl o logicznej lub matematycznej przyczynie odejmowania.
Komentarze
- Re, " Dodanie tych dwóch napięć byłoby sprzeczne z zasadą zachowania energii " Napięcie to nie energia. Napięcie to potencjał : różnica między napięciem w dwóch różnych punktach obwodu jest proporcjonalna do ilości energii, którą elektron zyskuje z pola elektrycznego lub traci w polu elektrycznym, przemieszczając się z jednego wskaż na inny. To ' jest tak samo jak różnica wysokości między dwoma punktami jest proporcjonalna do ilości energii, jaką masywny obiekt uzyskuje z pola grawitacyjnego lub traci na nim, gdy go unosisz lub opuszczasz między dwoma punktami.
- Ok, to ma sens, dziękuję
Odpowiedź
$ V $ w prawie omowym jest różnicą między potencjałami z definicji. Dlaczego prawo miałoby wymagać odejmowania zamiast dodawania? Wyobraź sobie, że zamiast napięcia twoje prawo jest proporcjonalne do długości jakiegoś obiektu. Jeśli w Twoim układzie współrzędnych jeden koniec obiektu ma współrzędną $ x_1 $ , a drugi koniec współrzędną $ x_2 $ , długość byłaby różnicą między nimi, dodanie ich nie ma żadnego znaczenia. To samo dzieje się z napięciem. Określone napięcie jest miarą bezwzględną w odniesieniu do pewnego pochodzenia współrzędnych. Chcesz różnicy, która jest niezależna od tego układu współrzędnych.
Komentarze
- Widzę, twoja analogia długości ułatwiła zrozumienie, dziękuję.
Odpowiedź
Moje pytanie brzmi: dlaczego niższe napięcie jest odejmowane od wyższego?
$ V_A $ i $ V_B $ na schemacie przedstawiają potencjały elektryczne w odniesieniu do pewnego punktu odniesienia w obwodzie (który nie jest pokazany). Stosując prawo Ohma $ V $ to różnica potencjałów między dwoma zaciskami rezystora.
Na pierwszym schemacie potencjał elektryczny $ V_A $ jest najwyraźniej większe niż $ V_B $ w odniesieniu do tego odniesienia. Różnica w potencjale w $ R_1 $ wynosi zatem $ V_ {A} -V_B $ , a bieżące przepływy we wskazanym kierunku.
Na drugim diagramie sytuacja jest odwrotna.
Mam nadzieję, że to pomoże.
Odpowiedź
Kiedy chodziłem do szkoły, ciągle słyszałem, że przepływ prądu jest jak przepływ wody w rzece. Napięcie, czyli różnica potencjalna, było jak różnica wysokości dwóch części rzeki. Zatem najwyższy wodospad na świecie (zwany Wodospadami Anioła) miałby duży potencjał, ponieważ różnica wysokości (Htop – Hbottom) jest duży. Odejmujesz, aby znaleźć różnicę potencjałów.
Oznacza to, że zanim woda dotrze do dna wodospadu, zebrała dużo energii kinetycznej. Jeśli rzeka spada tylko nieznacznie, różnica potencjałów jest mniejsza i uzyskuje się mniej energii kinetycznej na jednostkę wody. Zatem duża, powolna rzeka może mieć tylko niewielką różnicę potencjałów. Jest to podobne do różnicy napięć między dwoma stronami rezystora.
Używając tej samej analogii, ilość wody przepływającej przez punkt w rzece jest miarą obecnego. Wodospad Angel Falls jest wysoki, ale nie spływa po nim dużo wody, więc prąd jest niewielki. Tamiza przez Londyn jest szeroka i głęboka. Chociaż różnica potencjałów nie jest duża z jednego punktu do drugiego, powoli przepływa ogromna ilość wody. Prąd jest wysoki, ale różnica potencjałów jest niewielka.
Mam nadzieję, że jest to spójne i ma jakiś sens!
Dodaj komentarz