Что я неправильно понимаю в электрических цепях относительно напряжения/тока/сопротивления

Я собираюсь исправить вашу ошибку:

Источник дает 1 ампер тока «способность» 3 вольта.

Забавное использование терминов, но ладно. С моей точки зрения, 3 вольта на ампер — это то же самое, что сказать 3 Ома.

Первый резистор вызывает падение напряжения на 2 В.

Ага. Требуется 2 В движущей силы, чтобы вызвать ток 1 А через сопротивление 2 Ом.

Теперь у этого ампера остался только 1 вольт «способности».

Теперь вы «в порядке», но начинаете ходить по тонкому льду. Но да, остается 1 вольт разности потенциалов, и весь 1 А тока, пришедший в эту точку, должен затем также покинуть эту точку. И для этого он должен столкнуться только с одним оставшимся Омом сопротивления.

Ток достигает ветки. Делится поровну, на каждую ветвь идет 0,5А.

Да. Оставшаяся разность потенциалов (1 В) может вызвать только 0,5 А на резисторе 2 Ом. К счастью, таких резисторов два, так что, к счастью, весь входящий ток может найти выход, учитывая оставшуюся разность потенциалов.

Но сопротивление резисторов в параллельных ветвях 2 Ом, а у меня осталось всего 1В на ампер!

Вот где вы внезапно прыгаете по дорожкам. Один вольт на ампер означает один Ом. Вот что это значит. И оказывается, что там тоже всего один Ом. Хорошая вещь.

Позволю себе переписать ваше высказывание: "Но сопротивление резисторов в параллельных ветвях 2 Ом, а у меня только 1 Ом!"

Я не изменил ни капли смысла. Там написано именно то, что вы только что написали. Но теперь вы видите, что есть конфликт. Вы одновременно говорите, что есть 2 Ома и есть 1 Ом. И это не имеет смысла.

Дело в том, что между двумя рассматриваемыми точками 1 Ом, а не 2 Ома. Да, есть два гальванических пути и каждый из этих путей представляет собой 2 Ома за штуку. И ток будет всего 0,5 А для каждого из этих двух путей, как и должно быть. Но суммарный результат по-прежнему будет 1 Ом, а суммарный ток по-прежнему будет 1 А.

Вам просто нужно исправить свои ментальные модели.

Касательно:

Мало того, мой ток, который проходит через резистор, больше не составляет даже 1 А, теперь он составляет всего 0,5 А, что означает, что у него осталось всего 0,5 В «способности»! Так что же здесь происходит?

Вы правы в том, что ток разделяется, и через каждый резистор (в данном конкретном случае) проходит 0,5 А, но напряжение там не делится, на$V = IR$, полампера тока через резистор в два Ома означает, что на этих резисторах все еще есть 1 Вольт.

Падая напряжение, он также уменьшает ток

неа.

Ток остается прежним – общее количество зарядов должно оставаться постоянным. Но поскольку каждый из этих зарядов теперь «несет» меньше энергии, между двумя концами резистора возникает разница напряжений.

Вы цитируете закон Кирхгофа, но он может работать только в том случае, если вы признаете, что ток должен оставаться неизменным.

С этим в мыслях:

Вы правы, симметрия говорит нам о том, что через каждый из параллельно включенных резисторов R1 и R2 номиналом 2 Ом должна протекать половина тока в цепи — 0,5 А.

0,5 А * 2 Ом = 1 В

И вместе с падением напряжения 2 В на последовательном резисторе R3 сопротивлением 2 Ом это дает падение напряжения 1 В + 2 В = 3 В, что хорошо согласуется с вашим источником 3 В.

Все в порядке!

Когда мы говорим о напряжениях, мы на самом деле говорим об энергии. А с энергией дело в том, что она не всегда хорошо говорит нам, что происходит с отдельной частицей в каждой точке пути. На вводном уроке физики вы могли бы использовать американские горки, чтобы описать это:

Вам не обязательно знать силы на американских горках по всей трассе. Все, что вам нужно знать, это разницу в высоте между началом и концом. Напряжение вроде такое.

Физически происходит вот что. Батарея создает электрическое поле между клеммами. Когда провода соединены, заряды в проводах и резисторах располагаются так, чтобы направлять поле через цепь. Поле давит на электроны и перемещает их по проводам и резисторам. Сила поля действует на электроны, сообщая им энергию:

Когда электроны проходят через резисторы, они сталкиваются с предметами, что замедляет их. Другими словами, они теряют энергию!

Работать напрямую с электрическими полями и зарядами было бы очень и очень сложно. К счастью, как и в случае с американскими горками, мы можем использовать энергию (напряжение) сами по себе. И вместо того, чтобы смотреть на отдельные электроны, мы можем смотреть на общий поток заряда (ток). Имея это в виду, вот некоторые вещи, которые могут помочь:

• Напряжение — это не то, чем «владеют» электроны. Разность потенциалов представляет силу электрического поля через часть цепи.
• Два резистора, включенных параллельно, имеют одинаковое напряжение. Это свойство электрического поля — вы получаете или теряете одинаковое количество энергии, когда путешествуете между двумя точками, независимо от того, какой путь вы выбираете. (Кстати, это относится и к гравитации.)

Если вы хотите более подробно взглянуть на то, что происходит с полями и зарядами в цепи, ознакомьтесь с этим документом , в котором эти идеи используются для введения в теорию цепей. Если вы не хотите читать все это, просто посмотрите на диаграммы.