Чему равно напряжение в каждой паре точек на идеальном проводе, соединяющем две клеммы батареи?

Если вы прикрепите провод к аккумулятору, очевидно, он разрядит аккумулятор. Это происходит из-за разницы в напряжении между двумя клеммами. Однако уравнение В "=" я р подскажет, как рассчитать изменение напряжения из-за элементов цепи, штепсельной вилки р "=" 0 для идеального проводника и казалось бы, что напряжение должно прекратиться сразу после входа в провод (возьмем в качестве элемента бесконечно малый кусок провода и применим уравнение). Конечно, настоящие провода имеют некоторое незначительное сопротивление, но не похоже, что оно должно достаточно компенсировать, даже если оно компенсировалось в правильном направлении, но если вы думаете об этом, сопротивление может создать помеху, поэтому не должно ли оно удерживать электроны - пока опять-таки прямо на терминале?

Другим эффектом электродинамики, который следует учитывать, будет отталкивание электронов, представьте, что все электроны движутся из положительного вывода в провод в первый момент времени. В следующее мгновение появляется еще одна группа электронов, занимающая то же место. Чтобы прежние электроны не перебрасывались на следующий кусок провода?

Я, вероятно, просто неправильно понимаю какое-то уравнение, может быть, В "=" я р . Теперь я вспоминаю, что это падение напряжения, поэтому падение напряжения равно нулю в этой первой бесконечно малой величине, поэтому напряжение между минусом и каждой точкой одинаково? Это кажется противоречащим петлевым законам и идее скопления электронов. Напряжение, возникающее из-за скопления электронов, будет вызывать постоянно меняющееся напряжение, потому что чем ближе вы подходите к источнику, тем больше он становится скоплением. Законы напряжения Кирхгофа гласят, что для замкнутого контура сумма разностей напряжений равна нулю. В "=" я р говорит вам, что падение напряжения везде равно нулю. Осталось разобрать только саму батарею, как можно что-то компенсировать от батареи весь провод был ровным нулем? Возможно, это один из случаев, когда этот закон нарушается. Поэтому целесообразно вернуться к первым принципам.

Батарея работает, создавая дисбаланс заряда, химические реакции переносят электроны через суп через ионы. В конце концов, ваш провод питается электронами с одного конца и электронными дырками с другого. Возникающая в результате ЭДС вызывает протекание тока, так что дисбаланс зарядов может исправиться с помощью закона Кулона, сила которого пропорциональна зарядам на квадрате радиуса. Поскольку в игру вступает радиус, становится ясно, что необходимо учитывать длину провода. Так почему же длина не является частью ни одного из законов напряжения? Хорошо, я отказываюсь от этого подхода, я не вижу никакой связи между этим и напряжением.

Редактировать: Хорошо, вот еще один способ взглянуть на это, клеммы - это просто металлические шпильки. Если вы думаете о двух клеммах как о очень длинных, так что рассматриваемый кусок провода находится прямо между ними, напряжение на нем — это просто напряжение батареи. Но если вы проведете тот же мысленный эксперимент со всеми остальными кусками провода, то падение напряжения на них будет равно падению напряжения на батарее, что является нонсенсом. В принципе, как я могу определить напряжение как свойство небольших фрагментов схемы?

Эту стену текста очень сложно разобрать. Пожалуйста, используйте абзацы, чтобы сделать это более читабельным.
Эм, я здесь новенькая. А я пользуюсь телефоном. Я попытался отредактировать его, но веб-сайт удаляет пробелы (я не могу найти клавишу табуляции, и я попытался просто нажать пробел четыре раза, чтобы сделать отступ)
Я пытался отредактировать его, но мне совершенно непонятно, в чем заключается ваш вопрос.
Ну, конечная цель — написать компьютерную программу/симулятор физики. Но я влез в код и понял, что мне не хватает знаний по физике. По сути, я просто запутался в том, как на самом деле работают электрические цепи. Я хочу сделать его объектно-ориентированным, поэтому мне нужно определить наборы свойств, например, как объект ведет себя под напряжением и последовательно, которые являются очень общими для различных элементов схемы, например, куска провода...
Для любого отрезка идеализированного провода считайте напряжение в любом месте отрезка постоянным. В вашей игре вам нужно будет отдельно обрабатывать крайний случай, когда провод закорачивает батарею.
Физика не делает предсказаний для систем, идеализированных сверх смысла. Это один из них. Вы можете спросить об электромагнитном поле вокруг идеального провода, но тогда в нем не участвуют электроны, или вы можете спросить о физике внутри реального металлического провода, но тогда это не идеально. Тем не менее, любая вещь не очень интересна на нынешнем уровне ваших знаний, поэтому мне интересно, что вы пытаетесь «симулировать»? Самый важный ответ, который вам нужно услышать, таков: природа работает не так, как вы себе представляете.
Весь смысл этого вопроса в том, что я понимаю, что физика этого идеализированного случая выплевывает мусор, и я не знаю, что с этим делать. Я не питаю иллюзий, что это имеет физический смысл. Возможно, пришло время двигаться дальше и попробовать сделать резисторы...
Мне непонятно, какую часть вы считаете мусором. Сверхпроводники — это настоящие устройства, которые имеют нулевое сопротивление току. Ток течет через них с нулевыми потерями. Они просто не подключены к идеальным источникам напряжения.
Идеализированные случаи очень полезны, но они приблизительны, и вы должны следить за ограничениями. Если у меня есть лампочка 12 В 3 Вт, ее сопротивление равно 48 Ом . Если я подключу его к аккумулятору проводами с сопротивлением 0,1 Ом , это неплохое приближение, чтобы сказать, что сопротивление провода равно нулю, что экономит кучу вычислений. Если какое-то «высокое» сопротивление отсутствует, становится важным сопротивление провода.

Ответы (3)

Для действительно идеального проводника напряжение одинаково во всех точках проводника в установившемся режиме. Поэтому, если вы подключите это к настоящей батарее, батарея будет подталкивать заряд, «пытаясь» поддерживать напряжение между клеммами. Это было бы невозможно. Очень мощная батарея может нагреться, пытаясь сделать это, так сильно, что повредит себя или загорится. Слабый аккумулятор (типа монетки) просто разрядится и немного нагреется.

Обратите внимание, что я сказал установившееся состояние (где В "=" я р правда). Даже в идеальном проводнике в цепи будет присутствовать некоторая индуктивность. Индуктивность в точках будет сопротивляться изменениям тока. Таким образом, при изменении тока могут возникать различия в напряжении между различными частями идеального проводника.

В идеальном проводнике сопротивление провода отсутствует. Однако это не означает, что в цепи нет сопротивления, так как сама батарея имеет некоторое внутреннее сопротивление. Тогда ток через провод будет ограничен этим сопротивлением, т.е.

я "=" Е / р я

Внутреннее сопротивление довольно низкое. Это должно быть так, иначе его напряжение будет слишком сильно падать при нормальных нагрузках. Однако при больших нагрузках это необходимо учитывать, так как это означает, что эффективное напряжение батареи ниже при большой нагрузке, чем при легкой.

Что произойдет с закороченной батареей, зависит от типа батареи, наличия встроенной схемы защиты и т. д. Без схемы защиты батарея обязательно перегреется и даже может загореться.

Вы правы для идеального источника напряжения, а для идеального провода закон Ома больше не работает. Вы можете легко видеть, что математически для фиксированного В и р "=" 0 уравнение В "=" я р не имеет решения для я .

Так что закон Ома здесь не работает, но поскольку в реальном мире не существует идеального источника напряжения, зачем искать какой-то обобщенный закон, учитывающий этот случай. Например, если вы замените свой идеальный источник напряжения комбинацией идеального источника напряжения с внутренним сопротивлением (что довольно точно моделирует реальную батарею), закон Ома снова сработает.

Ваша проблема не в том, что закон Ома дает вам мусор, а в том, что закон Ома вообще не дает вам ответа для этого сценария, он просто неприменим. Если вы хотите, чтобы ваше моделирование могло моделировать этот случай, вы должны использовать какой-то другой закон вместо закона Ома, но этот закон не может быть получен из природы, поскольку этот сценарий не существует в природе.

И, как указывали другие В "=" я р имеет другие ограничения, это, конечно, не общая теория электродинамики. Если вы используете физическую теорию/уравнение, вы всегда должны знать о ее предположениях и ограничениях.

Чему равно напряжение в каждой паре точек на идеальном проводе, соединяющем две клеммы батареи?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v