Я понимаю все понятия, что такое напряжение, используя все аналогии, но некоторые вещи, связанные с падением напряжения в цепи, меня смущают.
Если бы у меня было короткое замыкание и я подключил вольтметр, я бы получил показания разности потенциалов 0 вольт. Как тогда протекает ток по проводу, если в любой точке провода он составляет «X» вольт?
Допустим, у меня есть батарея постоянного тока 9 В с нагрузкой посередине. Я где-то читал (возможно здесь ошибаюсь), что падение напряжения в этой ситуации должно быть 9В, вернее, что сумма сопротивлений нагрузки должна быть равна напряжению источника. Я имею в виду, что у каждой нагрузки есть переменное сопротивление, поэтому в основании нагрузки у меня может быть 9 В, а в конце нагрузки у меня может быть 5 В с разностью потенциалов 4 В.
для первого вопроса обычно у вас не «настоящее» короткое замыкание, а очень низкая нагрузка (скажем, миллиом). В этом случае существует очень низкая (неизмеримая обычными приборами) разность потенциалов, и это приведет к протеканию тока через вашу нагрузку. Величина тока, протекающего в нагрузке, будет зависеть от внутреннего сопротивления генератора. Если внутреннее сопротивление равно а сопротивление нагрузки равно , с разностью потенциалов холостого хода , ток будет . Если бы у вас была надлежащая нагрузка с нулевым сопротивлением (настоящее короткое замыкание), разность потенциалов на нагрузке была бы точно равна нулю, но, поскольку сопротивление также равно нулю, вам не нужна была бы разность потенциалов для поддержания тока (представьте, что электроны текут по без трения в вашей нагрузке, поэтому вам не нужно обеспечивать энергию, чтобы позволить электронам выиграть трение, поэтому ток без разности потенциалов). В этом случае ток будет . Это также должно помочь понять второй вопрос. Если ваша нагрузка состоит из двух последовательных резисторов (скажем, резисторов и ), полный ток в цепи будет , разность потенциалов на нагрузке будет и падения на резисторах будут и .
1) Установившееся решение короткого замыкания состоит в том, что все точки цепи имеют одинаковый электрический потенциал, да, но обычно случается так, что у одной есть две шины, разделенные потенциалом и добавляется третий провод, соединяющий два рельса. Есть короткое время, когда ток внезапно протекает через этот провод, нагревая его из-за того небольшого сопротивления, которое он действительно имеет, и вызывая весь хаос, который мы обычно связываем с короткими замыканиями.
Но все это происходит очень быстро, и опять же, как я уже сказал, стационарное состояние, к которому быстро устанавливается, — это состояние, в котором потенциал везде (почти) одинаков.
2) В идеальной батарее разность потенциалов между ее выводами должна быть некой фиксированной величиной. Изменение сопротивления изменяет ток, но не разность потенциалов. Для чего-то, где меняется разность потенциалов, рассмотрите схемы, сделанные с идеальными источниками тока — те, чьи токи моделируются как имеющие фиксированное значение.
Кичи