Почему выходное напряжение равно падению напряжения?

В целом кажется, что если измерить выходное напряжение перед некоторым компонентом, измерение будет равно падению напряжения на указанном компоненте.

В этом случае напряжение$V_2$это напряжение узла, что означает, что это напряжение между выходным узлом и узлом земли. По определению, напряжение наземного узла равно нулю

Но при проверке напряжение на резисторе$R$в самой левой схеме просто

Точно так же напряжение на конденсаторе в самой правой цепи просто равно

Имейте в виду, что выходное напряжение должно проходить через два узла цепи. Если между двумя узлами подключен только один элемент схемы, выходное напряжение — это просто напряжение на этом элементе схемы.

Однако между выходными узлами может быть сложная сеть, поэтому, как правило, неверно, что выходное напряжение — это просто напряжение на одном элементе схемы.

Мне нравится ваш вопрос, потому что он меня очень озадачил, когда я начал изучать электронику. Вот ответ.

Просто представьте провод. К его концам приложено напряжение V. Чему равно напряжение на каждом отрезке провода? Если это однородный провод, каждый метр провода вызывает одинаковое падение напряжения. Скажем, вы делите провод на n секций так, чтобы на каждую секцию приходилось напряжение V/n или V/n * d, если вы измеряете напряжение между d последовательными секциями. Вы просто складываете d падений напряжения вместе. Когда d=n, вы измеряете напряжение по всему проводу, и неудивительно, что оно равно V/n * n = V напряжения, которое вы прикладываете. Это нормально, потому что вы читаете то, что применяете.

Просто возьмите аккумулятор очень маленького напряжения, сделайте короткое замыкание с помощью очень длинного провода и измерьте напряжение, скользя щупами по проводу. Вы поймете, как складываются напряжения на непересекающихся интервалах.

Я лишь поясняю, что падение напряжения по всему проводу складывается или распадается на падения напряжения на его участках. Если есть участок, который вызывает некоторое падение напряжения, то остальная часть провода будет подвергаться меньшему падению напряжения, так что общее падение напряжения будет равно падению напряжения на концах. В вашей установке конденсатор и резистор составляют почти все входное напряжение, которое вы подаете на провод. Они принимают на себя большую часть падения напряжения, так что на остальной части провода почти ничего не остается, потому что в этом случае провод считается идеальным проводником, а идеальные проводники не подвержены падению напряжения (если только они не являются петлями и катушками). , оказывающие инерционное «сопротивление» нарастанию тока, а также «сопротивление» массивного тела — тела, как качели,$v \to\infty$.)

Теперь вы говорите, что элемент на левом конце вызывает некоторое падение напряжения, будь то$V_R$или$V_C$. Итак, остальная часть провода, выставляет$V_{in}$-$V_{first_element}$уронить. Вы принимаете это как свое$V_{out}$. Но$V_{out}$есть не что иное, как падение напряжения на второй половине провода.

Вот иллюстрация, которую несколько легче понять. Вы подаете напряжение на две последовательные нагрузки и измеряете входное напряжение с помощью VM1. Он должен равняться$V_{in}$напряжение, которое вы подаете. Два других напряжения, которые вы можете получить, представляют собой падение напряжения на двух нагрузках. Обратите внимание, что нагрузка справа, напряжение которой измеряется VoleMeter3, определяется как$V_{out}$. Вы подаете «входное» напряжение на обе нагрузки и считываете желаемое «выходное» напряжение с одной из них.