Я только начал изучать физику, и меня очень смущает закон Ома.
Закон Ома гласит, что электрический ток, протекающий в металлическом проводнике, прямо пропорционален потенциальной энергии, приложенной к его концам, при условии, что физические условия остаются постоянными.
Насколько я понимаю, ток относится к количеству зарядов, протекающих через определенную точку цепи в секунду. Потенциальная энергия относится к работе, проделанной для прохождения одного кулона электронов через электронный компонент, или количеству электрической энергии, преобразованной в другие формы энергии, когда один кулон электронов проходит через электронный компонент.
Итак, мой вопрос: как получается, что, когда сопротивление металлического проводника поддерживается постоянным, чем большее количество зарядов проходит через компонент за одну секунду, тем больше количество энергии требуется для прохождения одного заряда через этот компонент?
Есть ли за этим причина, или это просто так происходит?
Чем больше электронов притягивается, тем больше кинетическая энергия передается им и, следовательно, тем больше разность потенциальных энергий. Вы можете видеть это как проблему механики. Чем больше массы я должен переместить, тем больше энергии я должен потратить.
Некоторое время назад я добавил эту иллюстрацию к другому ответу для наглядности.
Разность потенциалов действует так же, как разность давлений в водопроводе (а расход воды соответствует току); чем больше давление, тем быстрее движется вода. И наоборот: чем быстрее движется вода, тем больше должно быть давление (иначе она не двигалась бы быстрее).
Увеличение тока означает, что должен присутствовать больший «толчок» в виде большей разности потенциалов.
Примечание: вместо того, чтобы говорить о количестве зарядов, протекающих в секунду , вы должны говорить о количестве зарядов, протекающих в секунду .
Ток – это количество зарядов, которые проходят через определенную площадь сечения за определенное время. Когда электроны проходят через резистор, они сильно сталкиваются, поэтому возникает падение потенциала, которое преобразуется в тепло и свет. Таким образом, ответ заключается в том, что по мере увеличения тока будет происходить больше столкновений, поэтому больше энергии преобразуется в другую форму энергии.
Фотон