A villamos energia a legkisebb ellenállás útját választja?

Ez nem igaz. Ennek megtekintéséhez kipróbálhat néhány kísérletet egyes elemekkel és izzókkal. Csatlakoztasson két különböző teljesítményű (azaz különböző ellenállású) izzót párhuzamosan egyetlen elemhez:

 ------------------------------------------ | | | Battery Bulb 1 Bulb 2 | | | ------------------------------------------ 

Mindkét izzó világítani fog, bár különböző fényerőkkel. Ez azt jelenti, hogy az áram folyik azon keresztül, amelyik nagyobb ellenállással rendelkezik, valamint azon, amelyik kisebb ellenállással rendelkezik.

Megjegyzések

• Megtekinthető-e ez úgy, hogy a kisebb ellenállású izzó telítettségi pontjának elérését írjuk le, amely után a vezető utak egyformán ellenállóvá válnak? Talán ” telítési pont ” téves elnevezés, és mindegyik izzóra úgy kell tekinteni, hogy végtelen sok, végtelenül kicsi, telítettségi pontja van, de eltérő ra telítettség?

Nem. Az állítás nem helyes. Az áram minden elérhető utat megtesz. Ami azt jelenti, hogy akár a vezetékből a környező levegőbe szivárgás útját is megteheti, amelyet szikrának tekintenek, amikor a levegő dielektromos lebomlása történik. Talán arra gondolsz, hogy az áram miért oszlik meg az ellenállások fordított arányában, mivel ugyanaz a potenciális különbség van a különböző ellenállási elemek között.

Ohm törvénye $ I = \ frac {V} {R} $ elmagyarázza, hogy mit kérdez. Közös potenciálra való tekintettel az ellenálló elemen átáramló áram mennyisége fordítottan arányos az ellenállással . Ez azt jelentené, és remélhetőleg válaszolunk a kérdésére, hogy egy alacsonyabb ellenállású pályán több áram folyik át, és fordítva. (Általában a levegő ellenállása olyan magas, hogy az áram ezt utat és a kábelből való kiszivárgás normál körülmények között elhanyagolhatóan nulla.)

Az alaposabb magyarázat érdekében áramokat (és feszültségeket) osztanak el, hogy minimalizálják a hőként elvezetett teljes teljesítményt. Ez a cselekvés következménye. álló disszpatív rendszer

$ \ int_ {t_1} ^ {t_2} (L + W) dt $

Itt W a disszipatív elemek (ellenállás, kapacitás) által végzett virtuális munka , induktivitás stb.), L pedig a disszipációtól mentes dinamikus rendszer.

Alternatív megoldásként ez az link elmagyarázza, hogy Ohm törvénye megfelel Ferinek mat “s A legkevesebb idő elve.

A” legkisebb ellenállás “a legkevesebb hőtermelésként értelmezhető. Lehet, hogy létezik ilyen elv, legalábbis a @Ted Bunn példánál megmutathatom, hogy a válasz “igen” legyen. A szélsőséges elvek megfogalmazásában a legnagyobb nehézséget a korlátok meghatározása jelenti. A rögzített áramot választottam, mert nem látom a módot a kézben lévő modell feszültségének rögzítésére anélkül, hogy minden mást megjavítanék.

Mindenesetre úgy gondolom, hogy a legkisebb ellenállás újrafogalmazása a legkisebb disszipáció bizonyos korlátok mellett irány.

Amit két párhuzamosan összekapcsolt izzó birtokol, akkor rögzítsük a teljes $ I $ áramot az izzókon keresztül, nem pedig a $ U $ feszültségen. Ez az az eset, amikor egy bizonyos mennyiségű villamos energiát át kell tolnia a rendszeren. Ebben a beállításban a $ I_1 $ és a $ I_2 $ izzók áramának a hőelvezetés minimalizálása lenne:

$$ \ begin {esetek} I_1 + I_2 = I, \\ I_1 ^ 2 R_1 + I_2 ^ 2 R_2 \ – \ perc \ vége {esetek} $$

Lagrange-szorzók használata:

$$ \ begin {esetek} I_1 + I_2 = I, \\ d \ balra [ I_1 ^ 2 R_1 + I_2 ^ 2 R_2 + \ lambda (I_1 + I_2 – I) \ right] = 0 \ end {esetek} $$

ami a következőhöz vezet:

$$ I_1 R_1 – I_2 R_2 = 0 $$

Így feltételezve az árameloszlás szélsőségét, eljutottunk az eloszláshoz, amely összhangban van Ohm törvényével. Ellenőrizhetjük, hogy megfelel-e az minimális hőelvezetés.

Megjegyzések

• Ez egy szép válasz, de a legkevesebb hőtermelés nem az, amit az emberek általában értenek Téves állítást jelentenek, amelyet mások értelmeztek.

A kijelentés helyes, ha úgy értelmezi, hogy nagyobb áram van az útvonalban amelynek kisebb az ellenállása, amikor mindkét úton azonos feszültség van rajtuk . ( Ez nem azt jelenti, hogy a nagyobb ellenállású útvonalnak nincs áram, csak kevesebb áram – ahogy Ted Bunn példája mutatja: )

Ezt úgy értheti meg, ha egy hosszú cső analóg helyzetére gondol, amely két ágra oszlik és újra vissza konvergál. Tegyük fel, hogy a cső vízzel van feltöltve, és a cső két szélső vége között nyomáskülönbség van (mondjuk szivattyúval). Az egyik ág olyan, mint a cső többi része, míg a másik elágazás, mondjuk , olyan kerekek, amelyek növelik az ellenállást és lassabbá teszik a víz áramlását abban az ágban.

A nyomáskülönbség mindkét ágon megegyezik (csakúgy, mint a két párhuzamos elektromos ellenállás közötti feszültség azonos), de a víz nagyobb sebességgel áramlik az ágban a kerekek nélkül, csakúgy, mint nagyobb áram (az elektronok áramlási sebessége) az alacsonyabb ellenállású pályán.

Gyanítom, hogy a kijelentés a dielektromos megszakítón keresztüli elektromos kisülésekről szólt. Ilyenek például a villámcsavarok stb. Mint ilyen, részleges érvényességgel bír, vagyis egy magas fát nagyobb valószínűséggel ütnek meg, mint egy rövidet. De a valóság az, hogy a dielektromos lebontás kaotikus folyamat, ezért a villámlás villásnak tűnik, ahelyett, hogy egyenes utat választana. Amint egy ionizációt elér egy út mentén, több áram áramlik végig rajta, ami több ionizációt okoz stb. magát a fent leírt több útvonal között. De a bontási helyzetben az, hogy melyik útvonal kapcsolódik először, gyakran az egész áramot elveszi.

Megjegyzések

• Ez a kifejezés ” az útvonalon halad ” egy olyan folyamatot ábrázol, amely bizonyos szelekcióval jár (csak látszólag), például elektromos szikrákat. Értelmezése helyes, Omega +1

Valójában az áram minden csatlakoztatott vezetékben folyik az útjához. A különböző vezetéken átáramló áram mennyisége különbözhet.

Ez minden esetben igaz, kivéve, ha az egyik útjába bekötött vezeték ellenállás nélkül vagy semmi (izzó, ellenállás) nincs csatlakoztatva. Ebben az esetben az áram csak ezen az úton halad át, elhagyva az összes többit

Ha bekapcsolja a vizet a mosogatójánál, akkor nem a cső, hanem a fúvóka jön ki. (kivéve, ha szivárgás van). Vagy rakéta esetén, ha meggyújtja az üzemanyagot, amely a nyílásból származik. Ezek mindegyike a legkisebb ellenállással rendelkezik, ha két különböző útja van az energiaáramlás mindkettőjükön átmegy, amíg az egyik út túlságosan ellenáll, addig az energiaáramlás csak egy úton halad át. Ugyanez vonatkozik alapvetően az elektromos áramkörökre is.

Az állítás nem igaz. A villamos energia minden lehetséges utat bejár, függetlenül attól, hogy az ellenállás magas vagy alacsony. Csak annyi a különbség, hogy a cu A rrent több, amelyben kisebb az ellenállás. Ez Ohm törvényének közvetlen következménye.

A villamos energia a legkisebb ellenállás útját járja be. Helyes ez az állítás?

IGEN

Az emberek gyakran nem értik, hogy mi a legrövidebb út eszközök. Ha villámhárítóm van csatlakoztatva egy vezetékhez, amelynek van egy kis hajlata, az emberek még mindig úgy gondolják, hogy az áram követi a vezetéket a Föld felé, és csodálkoznak, amikor a feszültség egy 15 méterre lévő fához ugrik. Itt millió millió voltról és több százezer amperről beszélünk. Ezeknél a frekvenciáknál az enyhe kanyar óriási impedanciát mutat az áramra, és a fa a távolság ellenére is sokkal vonzóbb.

BTW: ha villámhárítót ütnek, akkor nem a munkáját végzi. Van egy pontja, és ismert, hogy az elektronok összegyűlnek ezen a ponton, és mivel a villám negatív, a hasonlót taszítja. Ez az elv a villámhárító működésében.

Megjegyzések

• Én … nem értek egyet a villámhárítókkal kapcsolatban …

Ez az állítás igaz, és közvetlen következménye a termodinamika 5. törvényének, amelynek Onsager-kapcsolatai A yale-i Lars Onsager 1968-ban megkapta a Nobel-díjat.

A DC egyenáramú áramkörében az áram a legkevesebb utazás útját veszi át; AC esetén a legkisebb induktivitás (impedancia) útját járja be.Tehát egy feszültségimpulzus hatására az árameloszlást az útinduktivitás határozza meg, majd az ellenállás által meghatározott eloszlással fejezi be.

Az áramköri lapon ez kritikus jelentőségű, mivel az alapsík biztosítja, hogy a két elosztási út közötti különbségek minimálisak legyenek.

Megjegyzések

• -1 Az állítás valójában hamis, és -1 induktivitás és impedancia nem ugyanaz.