Противоречие в законе Ома и соотношение P=VIP=VIP=VI

Закон Ома гласит, что электрический ток прямо пропорционален напряжению при условии, что физические условия, такие как температура, остаются постоянными, т.е.

В знак равно я р

С другой стороны,

Мощность = напряжение × Текущий

Таким образом, здесь кажется, что чем выше напряжение, тем ниже ток, при условии, что мощность остается постоянной (т.е. ток обратно пропорционален напряжению здесь, что противоречит закону Ома).

Теперь мой вопрос: как физики объясняют это очевидное противоречие ? Или, может быть, это не противоречие, потому что я неправильно анализирую вещи?

PS: я учусь в десятом классе, поэтому, пожалуйста, воздержитесь от использования очень сложных терминов в своих ответах.

Это не ответ на ваш вопрос, но вы знаете, что закон Ома — это не фундаментальный закон. Хотя этот закон описывает многие (или большинство) случаев, некоторые материалы/системы могут не следовать этому соотношению.
@cinico Я знаю, что неомические резисторы не следуют этому соотношению, но как это связано с вопросом.
Как я уже сказал, это не ответ на ваш вопрос, а примечание, которое я подумал, что было бы интересно добавить, потому что существуют материалы/системы с «отрицательным сопротивлением». Чтобы быть более конкретным, это не означает, что у вас будет отрицательный электрический ток, а только то, что ток может уменьшаться с увеличением напряжения.
Итак, то, что вы обнаружили, можно описать как «ток должен быть обратно пропорционален напряжению, если вы хотите сохранить ту же выходную мощность», а также «ток должен быть пропорционален напряжению, если вы хотите сохранить то же эффективное сопротивление. " Следовательно, вы обнаружили, что нет способа одновременно изменить и ток, и напряжение таким образом, чтобы они оставались одинаковыми: именно об этом говорит вам противоречие. Поэтому, если вы поднимете напряжение и сохраните сопротивление на прежнем уровне, вам придется увеличить как ток, так и рассеиваемую мощность.
Я не вижу никакого противоречия в том, что вы описываете. Вы изменили переменные между двумя уравнениями, поэтому все может случиться, поскольку у вас есть некоторая «свободная переменная», которая может заставить все работать так, как вы хотите. В этом случае: когда вы увеличиваете напряжение, вы можете просто увеличить мощность и, тада, ток тоже может увеличиться!

Ответы (4)

Когда вы переходите от уравнения к заявлению о пропорциональности, вам нужно помнить о том, что остается постоянным.

В знак равно я р Значит это я напрямую зависит от В если р постоянно.

п знак равно я В Значит это я изменяется обратно пропорционально В если п постоянно.

Единственный раз, когда вы можете получить противоречие, это если вы сравниваете ситуации, когда мощность постоянна, а сопротивление также постоянно. Но если это так, вы обнаружите, что есть только одно решение для я и В , то есть с такими ограничениями я и В не может изменяться - прямо или обратно.

«Но если это так, вы обнаружите, что есть только одно решение для я и В "Технически для заданных значений п и р , вы получите систему двух уравнений с двумя переменными. Эта система уравнений может иметь единственное решение.
В частности, существует решение системы уравнений, если п р ≥ 0 . То есть оба п и р имеют один и тот же знак. В большинстве физических ситуаций они оба положительны, поэтому это требование будет выполнено.

Здесь нет противоречия. На самом деле уравнение мощности часто представляется по-разному:

п "=" я В п "=" я 2 р п "=" В 2 / р

Уравнениями можно манипулировать в зависимости от того, какие переменные вы контролируете.

Чаще всего ваша цепь имеет определенное сопротивление. Ваш источник питания имеет определенное напряжение. И так можно вычислить ток, отработав я знак равно В / р . Больше напряжение - больше ток. Чем больше сопротивление, тем меньше ток. В этой же ситуации вы можете вычислить мощность, поступающую в цепь. Вы знаете все три, поэтому мощность будет одинаковой, какое бы уравнение вы ни использовали. Но, поскольку вы знаете напряжение и сопротивление, вы можете сказать, что п знак равно В 2 / р . Таким образом, удвоение напряжения увеличит мощность в четыре раза.

Чтобы быть конкретным, В , я , и р будут связаны законом Ома для данной цепи. Если вы отрегулируете один, один из других изменится. Затем можно использовать степенной закон, чтобы выяснить, сколько энергии используется в цепи.

Дело в том, что под пропорциональностью подразумевается константа в формуле. р является константой, но п нет.

  • Кто-то (Ом) узнал, что В пропорциональна я :

    В ∝ я
    Он узнал это путем тестирования и экспериментов. Каждый раз В был удвоен, я также удвоился. Это то, что называется (прямой) пропорциональностью . Мы можем записать это с константой пропорциональности , например, называемой р :
    В знак равно р я
    р постоянна , что приводит к удвоению В в нашей схеме удвоить я также.

  • Кто-то потом тоже нашел взаимосвязь:

    п знак равно В я
    путем тестирования и экспериментов. И да, мы могли бы написать это как:
    В знак равно п 1 я
    что на первый взгляд выглядит как обратная пропорциональность . Удвойте В тогда должна быть половина я .
    Но п не является постоянным. Если мы изменим В в нашей схеме оба я и п меняй так же. Удвоение В не половина _ я .

Вывод в том, что р является константой пропорциональности, а п конечно, нет (потому что это не постоянно). На первый взгляд это выглядит как обратная пропорциональность, но это не так.

Эм... мои пять копеек....

Я не вижу, где закон Ома вообще говорит о мощности? Все, о чем он говорит, это то, что V=IR независимо от потребляемой мощности.

Если напряжение высокое, то ток низкий, но для поддержания этого низкого тока при высоком напряжении необходимо высокое сопротивление. Например, для deltaV 10 В и тока 1 А вам нужен резистор 10 Ом или номинал выше 10 Вт (10 В x 1 А) или выше.

Если вам случится подключить резистор 5 Ом к 10 В, то вы получите ток 2 А, а ваша мощность (т.е. выделяемое тепло) в резисторе будет 20 Вт. И наоборот, если вы хотите сохранить мощность 10 Вт при 2 А, вам понадобится резистор 2,5 Ом, который даст вам падение напряжения 2,5 Ом x 2 А = 5 В и, следовательно, мощность 5 В x 2 А = 10 Вт.

Обратите внимание, что это не форум в традиционном смысле, а сайт вопросов и ответов. Я не минусовал, но я понимаю, что люди будут минусовать, если вы начнете с «Гм... мои два цента...». Либо вы знаете ответ, либо нет - любое количество центов обычно не ценится.
Противоречие в законе Ома и соотношение P=VIP=VIP=VI
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 5v