Почему разность потенциалов связана с током, т.е. потоком заряда, а не с одним зарядом в ЗАКОНЕ Ома?

Question

Почему разность потенциалов связана с током, т.е. потоком заряда, а не с одним зарядом в ЗАКОНЕ Ома?

Пракхар Агравал

Пожалуйста, попытайтесь понять это интуитивно, я хочу сказать, что в приведенной ниже схеме

Если мы скажем, что у нас есть 10-вольтовая батарея и резистор 5 Ом, у нас будет ток 2 Ом, тогда как, когда мы заменим резистор на один с сопротивлением 10 Ом, мы получим ток, который уменьшится ровно вдвое, т.е. 1 ампер.

Мы знаем, что разность потенциалов на сопротивлении также будет 10 В, это означает, что когда «1 КУЛОН заряда» проходит через это сопротивление, он теряет 10 Дж энергии. Теперь, когда мы уменьшили сопротивление вдвое, какое бы количество заряда ни проходило через него, на каждый кулон приходится потеря 10 джоулей энергии. **

Так почему же, когда сопротивление уменьшается вдвое, через нас проходит больше зарядов, но мы теряем то же количество энергии на каждый заряд, даже если сопротивление разное?

** (при условии, что провода имеют пренебрежимо малое сопротивление и в других местах нет потерь энергии).

По сути, я хочу сказать, что если мы сохраним источник напряжения таким же и изменим сопротивление, потери энергии на единицу заряда останутся прежними (даже если один и тот же заряд проходит через разное количество сопротивлений), но мы увеличили/уменьшили поток зарядов соответственно.

Почему это так? Почему при изменении сопротивления изменяется скорость потока зарядов, а не энергия, теряемая на заряд, даже если сопротивления различны и через них проходит один и тот же заряд?

Я очень надеюсь, что вы понимаете, о чем я спрашиваю...

Хосе Андраде

Почему нужно использовать кепки? Пытались ли вы поместить время в общую картину? Вы понимаете, что мощность, подаваемая в цепь источником питания на 5

Ω

$\Omega$ резистор 20 Вт, а на 10

Ω

$\Omega$ это 10 Вт. И нет, я не понимаю путаницы. Источник питания выдает 20Вт в одном случае, 10Вт в другом. Все последовательно.

Пракхар Агравал

один и тот же заряд проходит через сопротивление 5 Ом и 2 Ом, и все же потерянная энергия такая же, как? большее сопротивление означает большее количество столкновений, а значит больше потерянной энергии...?

Ответы (2)

Почему разность потенциалов связана с током, т.е. потоком заряда, а не с одним зарядом в ЗАКОНЕ Ома?

Почему нужно использовать кепки? Пытались ли вы поместить время в общую картину? Вы понимаете, что мощность, подаваемая в цепь источником питания на 5 $\Omega$ резистор 20 Вт, а на 10 $\Omega$ это 10 Вт. И нет, я не понимаю путаницы. Источник питания выдает 20Вт в одном случае, 10Вт в другом. Все последовательно.
один и тот же заряд проходит через сопротивление 5 Ом и 2 Ом, и все же потерянная энергия такая же, как? большее сопротивление означает большее количество столкновений, а значит больше потерянной энергии...?

Филип Вуд · Answer 1

Сравните поток заряда от одного вывода источника питания к другому с потоком воды по трубе из высокого бака в низкий бак. Величиной, аналогичной разности потенциалов (энергии, переданной на кулон), является разность высот (энергия, переданная на килограмм веса ) воды. [Я уверен, что вы знаете уравнение изменения потенциальной энергии гравитации: $\Delta E_{grav}=mg \Delta h$ .]

Предположим, мы используем более узкую трубу. Скорость потока воды уменьшится, но перепад высот останется прежним. На каждый килограмм воды, идущей из верхнего резервуара в нижний, будет передано такое же количество энергии (но медленнее). Точно так же и в электрическом случае; если вы обменяете свои 5 $\Omega$ резистор на 10 $\Omega$ резисторе заряд будет течь вдвое медленнее, но энергия, переданная на один кулон, будет такой же.

Что я могу понять из вашего ответа, так это то, что при увеличении сопротивления заряд проводит больше времени в резисторе и, следовательно, теряет такое же количество энергии с меньшей скоростью. Это правильно?
Верно, хотя мы говорим, что заряд «проходит» через резистор, когда заряд идет с одного конца и выходит с другого; это не обязательно должны быть те же самые электроны, которые выходят, когда входят.

Боб Д · Answer 2

Так почему же, когда сопротивление уменьшается вдвое, через нас проходит больше зарядов, но мы теряем то же количество энергии на каждый заряд, даже если сопротивление разное?

Разность потенциалов или напряжение между двумя точками — это работа, необходимая на единицу заряда для перемещения заряда между точками. Разность потенциалов в этом случае фиксируется на напряжении идеальной батареи в цепи. Следовательно, одна и та же работа на единицу заряда будет выполняться для перемещения заряда через резистор независимо от номинала резистора. Однако скорость выполнения работы не будет одинаковой.

Хотя при уменьшении сопротивления вдвое такое же количество работы (энергия теряется на единицу заряда) выполняется на единицу заряда, скорость, с которой заряд проходит через резистор (ток), будет удвоена. Это, в свою очередь, означает, что скорость потери энергии (мощности) также удваивается. Доказательство:

п "=" я^{2} р

$P=I^{2}R$

я "=" \frac{В}{р}

$I=\frac{V}{R}$

п "=" \frac{В^{2}}{р}

$P=\frac{V^2}{R}$

Если мы вдвое уменьшим сопротивление, то

я "=" \frac{В}{р / 2}

$I=\frac{V}{R/2}$

п "=" (я^{2} р / 2) "=" \frac{2 В^{2}}{р}

$P=(I^{2}R/2)=\frac{2V^2}{R}$

или удвоить мощность.

Надеюсь это поможет.

Большое спасибо! Это прояснило некоторые мои концепции. :)

Почему разность потенциалов связана с током, т.е. потоком заряда, а не с одним зарядом в ЗАКОНЕ Ома?

Пракхар Агравал

Хосе Андраде

Пракхар Агравал

Ответы (2)

Филип Вуд

Пракхар Агравал

Филип Вуд

Пракхар Агравал

Боб Д

Пракхар Агравал

Почему батарея создает меньшую разность напряжений на клеммах при протекании тока?

Сопротивление внутренней батареи, источник напряжения

Мост Уитстона и разность потенциалов

Как одно и то же сопротивление может вызвать разное падение напряжения?

Влияет ли сопротивление вольтметра на поведение этой цепи?

Почему разность электрических потенциалов не зависит от сопротивления?

Почему падение сопротивления приводит к падению напряжения?

Падение напряжения на аккумуляторе с внутренним сопротивлением

Изменение напряжения на резисторе/цепи

Почему напряжение на двух резисторах, соединенных параллельно в цепи, одинаково?