Закон напряжения Кирхгофа применяется без элементов цепи

Представьте себе батарею на 1,5 В, обе клеммы которой надежно соединены скрепкой.

Согласно KVL, сумма падений напряжения в цепи (общая энергия, рассеиваемая на элементах цепи) должна равняться энергии, обеспечиваемой напряжением питания (возьмем, например, батарею AA 1,5 В).

Как в этом случае интерпретировать КВЛ? Я не могу просто добавить падения напряжения на элементах схемы, потому что их нет. Я также знаю, что по цепи должно падать 1,5 вольта, если только КВЛ не применяется.

Самое близкое, что я мог найти для ответа, было следующим: применение закона напряжения Кирхгофа к короткому замыканию , однако это не удовлетворяло.

Я предполагаю, что сам провод должен падать на все 1,5 В и делает это из-за нагрева, но кто знает, могу ли я ошибаться. Возможно в этой установке аккумулятор "короткое замыкание" и КВЛ не применяется?

Существуют идеальные схемы , где КВЛ приводит к противоречию. Например, если соединить вместе идеальный источник напряжения 1,5В и идеальный провод, КВЛ дает 1,5 В "=" 0 В и сквозной ток не определен («бесконечен»).

Ответы (1)

Как в этом случае интерпретировать КВЛ? Я не могу просто добавить падения напряжения на элементах схемы, потому что их нет.

Ну, есть один: скрепка.

Давайте попробуем применить закон напряжения Кирхгофа:

В "=" 0 В батарея В скрепка для бумаг "=" е м ф В "=" 0 В "=" е м ф

Действительно, падение напряжения, равное разности потенциалов батареи ( е м ф ) должно произойти в скрепке. (Однако небольшое количество теряется внутри батареи из-за внутреннего сопротивления, и его также следует включить в это уравнение.) Если у него очень маленькое сопротивление , он просто действует как очень маленький резистор . Закон Ома гласит:

В "=" р я

Чем меньше сопротивление, тем больше ток я что течет. Это не столько проблема - проблема скорее в том, что рассеивание энергии (мощность п ) следует току квадратично :

п "=" р я 2

Линейно растущий ток по закону Ома вызывает квадратично возрастающую мощность, или рассеяние энергии. Результат: проводник с очень малым сопротивлением будет испытывать очень большое рассеивание энергии. Материал нагревается... и плавится.

Я предполагаю, что сам провод должен сбрасывать все 1,5 В и делает это за счет нагрева [...]

Точно.

Возможно в этой установке аккумулятор "короткое замыкание" и КВЛ не применяется?

Короткое замыкание: верно . KVL не применяется: неправильно .

«Короткое замыкание» — это когда провода с близким к нулю сопротивлением напрямую соединяют клеммы и горят. Как скрепка. Со скрепкой достаточно высокого сопротивления, чтобы не расплавиться, это нельзя назвать коротким замыканием.

Батарея также будет иметь некоторое внутреннее сопротивление , поэтому неверно, что все напряжение падает на провод.
@fibonatic Точка взята. Редактировать добавлено
@Steeven, если бы вы могли +1 к моему вопросу, я бы получил столь желанный значок «Студент»!