Короткое замыкание = нулевое напряжение?

Читая этот вопрос и ответы на него (а также другие вопросы ), кажется, что при идеализированном коротком замыкании с нулевым сопротивлением можно сделать вывод, что напряжение равно нулю.

Это кажется совершенно неправильным.

Обоснование дается V=IR. Предполагая, что ток конечен , вы действительно пришли бы к выводу, что V = 0. Но почему вы предполагаете конечный ток?

Да, реальные токи должны быть конечными, но реальные сопротивления должны быть ненулевыми. Это идеализация; идеализированные значения не обязательно должны быть физически достижимыми.

И в реальном приближении идеального короткого замыкания наблюдается очень большой ток; ненулевое напряжение, бесконечный ток и бесконечная мощность кажутся гораздо более точной идеализацией, чем идеализация конечного тока, нулевого напряжения, нулевой мощности.

Таким образом, мой вопрос. Является ли эта идеализация конечного тока и нулевого напряжения общепринятой? И почему?

Редактировать: чтобы было ясно, в этой идеализации параметры идеальной схемы могут достигать идеализированных значений - в частности, априори допускается буквально бесконечное значение тока (для математической точности я имею в виду расширенное действительное число ∞) . При R=0 и I=∞ закон Ома не накладывает ограничений на напряжение; каждое расширенное действительное числовое значение для V согласовано.

«Что происходит, когда непреодолимая сила встречается с неподвижным объектом?» В реальном мире у нас нет ни непреодолимых сил, ни неподвижных объектов. Теоретически вы можете аппроксимировать сильные силы как непреодолимые, а тяжелые объекты как неподвижные, но если вы окажетесь в ситуации, когда непреодолимая сила ударяет по неподвижному объекту, ваше приближение не удалось.
Идеальный источник напряжения не может быть закорочен, потому что источник и короткое замыкание не имеют сопротивления, что является нарушением закона Ома. Вы можете закоротить источник, если он имеет сопротивление, или идеальный источник с низким сопротивлением, но не то и другое вместе.
«Почему вы предполагаете конечный ток?» - Почему бы и нет? "реальное сопротивление должно быть ненулевым" - неправда. Сверхпроводники имеют точно нулевое электрическое сопротивление en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity
@BruceAbbott: я бы не стал делать такое предположение по обычной причине: это дает модель, которая не аппроксимирует интересующий случай, но альтернатива дает хорошее приближение. (т.е. реальный вид короткого замыкания, которое плавится)
Предполагается, что «короткое замыкание» имеет гораздо более низкое сопротивление, чем остальная часть цепи, что подразумевает наличие некоторого сопротивления, которое ограничивает ток до определенного значения. Короткое замыкание : - «Короткое замыкание - это ненормальное соединение между двумя узлами электрической цепи, предназначенными для разных напряжений. Это приводит к тому, что электрический ток ограничивается только эквивалентным сопротивлением Тевенина остальной части сети » .
Короткое замыкание эквивалентно источнику напряжения 0 В. Следовательно, применимы ответы на этот предыдущий вопрос: разные и противоположные источники напряжения?
Вы смешиваете реальный мир с идеальным. Это никогда не будет иметь смысла.

Ответы (4)

Нет сопротивления. Конечный ток. Нет напряжения поперек. Это предположения для идеального проводника. Это делает короткое замыкание похожим на идеальный проводник. При анализе цепей с неблагоприятными [слабыми сигналами] полезно использовать допущение об идеальном проводнике. При анализе чего-то менее безобидного, способного светиться и плавиться, предположения об идеальном проводнике могут оказаться бесполезными.

Различные виды предположений для различных типов проблем.

Нет сопротивления. Конечный ток. И нет напряжения на проводе. Это предположения, принятые для создания идеального проводника. Но профессор Утониум случайно добавил в модель лишнее допущение... постулат X. Так родились сверхпроводники!

Если вы предполагаете, что компоненты схемы идеальны, вы получите противоречие — у вас не может быть А, потому что Б.

Идеальный источник напряжения не имеет внутреннего сопротивления и обеспечивает постоянное напряжение независимо от силы тока.

Идеальное короткое замыкание будет иметь нулевое сопротивление, поэтому на нем должно быть нулевое напряжение независимо от тока.

Если вы соедините идеальное короткое замыкание через идеальный источник напряжения, у вас будет невозможная ситуация - как фиксированное напряжение (от источника напряжения), так и нулевое напряжение (из-за идеального короткого замыкания) между одними и теми же двумя точками.

В реальном мире источники напряжения имеют некоторое внутреннее последовательное сопротивление (для батарей) или ограниченную мощность по току (для источников питания), и любой проводник будет иметь некоторое сопротивление, все из которых будут ограничивать максимальный ток, который может протекать, и в результате напряжение на источнике напряжения/короткое замыкание.

Что заставляет нулевое напряжение независимо от тока ? Я знаю аргумент V = IR, но это приводит к нулевому напряжению только в случае конечного тока; он больше не допускает такого вывода в идеализации бесконечного тока.
Если сопротивление равно нулю Ом, по обычной арифметике напряжение должно быть равно нулю независимо от силы тока.
О каком обычном арифметическом вычислении вы говорите? Подстановка R=0 и I=∞ не означает, что V=0; каждое значение напряжения соответствует закону Ома в этом крайнем случае. Вы имеете в виду какой-то другой расчет?
Вот где мы получаем противоречия с идеальными компонентами - все, что умножается на ноль, должно быть нулем, но все, что умножается на бесконечность, не определено, поэтому бесконечность, умноженная на ноль, равна ???
Вы предполагаете, что нет дробного значения сопротивления, что в реальном мире всегда верно. Это может быть 0,0001 Ом, но бесконечный ток вызовет бесконечные амперы, поэтому все идет БАХ! Даже в сверхпроводниках с расстоянием наблюдается падение V.
Хотя я уверен, что это хороший ответ на какой-то вопрос, я не думаю, что это ответ на этот вопрос. В частности, мне кажется, что я спросил: «Зачем нам делать предположение X? Это приводит к плохому результату Y», и этот ответ говорит «Y». и при нажатии «потому что мы предположили X».
@Hurkyl Является ли « I = ∞ » « плохим результатом Y », о котором вы говорите?
@NickAlexeev: Нет, «P = 0» (как следствие «V = 0») — это плохой результат, который я имею в виду — под «плохим результатом» я подразумеваю, что гипотеза приводит к модели, которая не Это совсем не похоже на реальную ситуацию под тем же названием, которое я рассматривал. Я думаю, что ваш комментарий о том, что идеальное короткое замыкание не должно иметь никакого отношения к короткому замыканию в реальном мире, вероятно, лучший ответ на мой вопрос.
@Hurkyl Кажется, вы исходите из предположения, что, поскольку V / R = I и 1/0=∞, у нас должен быть бесконечный ток. Однако это не так. Деление на ноль не определено. Более того, бесконечность — это не число. Это концепция, и вы не можете использовать ее как числа. Этот ответ правильный: используя идеализированные компоненты, нет осмысленного ответа. Это все равно, что спросить, под каким углом должен быть единичный вектор, чтобы достичь точки (2,3). Решения нет, так как эта точка не лежит на единичной окружности.

в идеализированном коротком замыкании с нулевым сопротивлением можно сделать вывод, что напряжение равно нулю.

Не забывайте об индуктивности ярлыка. Если вы также идеализируете индуктивность, у вас действительно будут бесконечные токи.

но реальные сопротивления должны быть ненулевыми

Даже это неверно: сверхпроводники имеют нулевое сопротивление, но ненулевую индуктивность.

И в реальном мире существуют даже электрические цепи, в которых ненулевое напряжение подается на «короткий путь» (если вы определяете «короткий путь» как р знак равно 0 ): Сверхпроводящие магнитные накопители энергии

Пока на замыкание (катушку СМЭП) подано ненулевое напряжение, ток нарастает по формуле г я г т знак равно ты л .

Как только на короткое замыкание не подается напряжение (ноль вольт), в катушке SMES течет постоянный ток. Этот ток представляет собой накопленную энергию.

Идеализация короткого замыкания — это не «конечный ток и нулевое напряжение», идеализация — это «нулевое сопротивление». Сколько тока будет течь, зависит от остальной части цепи. Если расчеты для всей цепи показывают, что в этой ситуации через короткое замыкание будет протекать бесконечный ток, значит, нельзя использовать идеализацию короткого замыкания, а нужно использовать его реальное сопротивление.

Если расчеты для всей цепи показывают, что в этой ситуации через короткое замыкание будет протекать бесконечный ток, я бы предположил, что лучшим ответом будет «Эта цепь самоуничтожится» и считать анализ завершенным (проверка ошибок по модулю), если только я не веская предыдущая причина ожидать иного (или причина, по которой стоит точно знать, как он самоуничтожится). Но я не EE, так что мои инстинкты вполне могут ошибаться.
Короткое замыкание = нулевое напряжение?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v