Elektriciteit neemt de weg van de minste weerstand?

Het is niet waar. Om dit te zien, kunt u een experiment proberen met enkele batterijen en gloeilampen. Sluit twee lampen met verschillende wattages (dat wil zeggen met verschillende weerstanden) parallel aan op een enkele batterij:

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

Beide lampen lichten op, zij het met verschillende helderheid. Dat wil zeggen, er stroomt zowel door degene met meer weerstand als door degene met minder weerstand.

Opmerkingen

• Kan dit worden gezien door de lamp met minder weerstand te beschrijven als het bereiken van een verzadigingspunt, waarna de geleidende paden even resistent worden? Misschien ” saturation point ” is een verkeerde benaming en elke lamp moet gezien worden als oneindig veel, oneindig kleine, saturatiepunten maar met verschillende ra tes van verzadiging?

Nee. De verklaring is niet correct. De stroom zal elk pad volgen dat ervoor beschikbaar is. Dat betekent dat het zelfs het pad van lekken uit de draad in de omringende lucht kan nemen, wat wordt gezien als vonken wanneer diëlektrische afbraak van lucht plaatsvindt. Wat u misschien bedoelt is waarom de stroom zichzelf verdeelt in de omgekeerde verhouding van weerstanden, gegeven hetzelfde potentiaalverschil over verschillende weerstandselementen.

De wet van Ohm $ I = \ frac {V} {R} $ zou uitleggen wat je vraagt. Gegeven een gemeenschappelijk potentieel, is de hoeveelheid stroom die door een weerstandselement vloeit omgekeerd evenredig met de weerstand Dit zou betekenen, en hopelijk uw vraag beantwoorden, dat een pad met een lagere weerstand meer stroom zal laten stromen en vice versa. (Normaal gesproken is de weerstand van lucht zo hoog dat de stroom dat pad en lekken uit de kabel is verwaarloosbaar nul onder normale omstandigheden.)

Voor een meer grondige uitleg, worden stromen (en spanningen) verdeeld om het totale vermogen dat als warmte wordt gedissipeerd te minimaliseren. Dit is een gevolg van het maken van de actie van een disspatief systeem stationair

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

Hier is W het virtuele werk gedaan door dissipatieve elementen (weerstand, capaciteit , inductantie etc) en L is het dissipatievrije dynamische systeem

Als alternatief legt deze link uit hoe de wet van Ohm overeenkomt met Fer mat “s principe van de minste tijd.

” Minste weerstand “kan worden geïnterpreteerd als de minste warmteontwikkeling. Er zou zon principe kunnen zijn, ik kan het tenminste laten zien voor het @Ted Bunn-voorbeeld, zodat het antwoord “ja” zou zijn. De grootste moeilijkheid bij het formuleren van extremale principes is het specificeren van de beperkingen. Ik koos voor een vaste stroom, omdat ik geen manier zie om de spanning voor het model in de hand vast te stellen zonder al het andere te repareren.

In elk geval denk ik dat het herformuleren van de minste weerstand als de minste dissipatie onder bepaalde beperkingen een recht is richting.

Je hebt twee lampen die parallel zijn aangesloten. Laten we de totale stroom $ I $ door de lampen bepalen in plaats van de spanning $ U $. Dat is het geval wanneer u een bepaalde hoeveelheid elektriciteit door het systeem moet duwen. In deze instelling zouden de stromen op de bollen $ I_1 $ en $ I_2 $ zijn om de warmteafvoer te minimaliseren:

$$ \ begin {cases} I_1 + I_2 = I, \\ I_1 ^ 2 R_1 + I_2 ^ 2 R_2 \ to \ min \ end {cases} $$

Lagrange-vermenigvuldigers gebruiken:

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

wat leidt tot

$$ I_1 R_1 – I_2 R_2 = 0 $$

Nadat we dus de extremiteit van de huidige distributie hadden aangenomen, kwamen we bij de distributie die in harmonie is met de wet van de Ohm. Men kan controleren of deze overeenkomt met de minimale warmteafvoer.

Reacties

• Dit is een mooi antwoord, maar de minste warmteontwikkeling is niet wat mensen gewoonlijk bedoelen Ze bedoelen de verkeerde bewering zoals anderen het hebben geïnterpreteerd.

De bewering is correct als je het interpreteert om aan te geven dat er een grotere stroom in het pad is die een lagere weerstand heeft, wanneer beide paden dezelfde spanning hebben . ( Dit betekent niet dat het pad met hogere weerstand geen stroom heeft, alleen minder stroom – zoals het voorbeeld van Ted Bunn laat zien )

Je kunt dit begrijpen door te denken aan de analoge situatie van een lange pijp die divergeert in twee takken en weer convergeert. Stel dat de buis gevuld is met water en er “een drukverschil is (zeg maar met een pomp) tussen de twee uiteinden van de buis. Een van de aftakkingen is net als de rest van de buis terwijl de andere aftakking is bekleed met bijvoorbeeld , wielen die bijdragen aan de weerstand en het water langzamer laten stromen in die tak.

Het drukverschil over beide takken is hetzelfde (net zoals de spanning tussen twee parallelle elektrische weerstanden hetzelfde is) maar het water stroomt met een hogere snelheid in de tak zonder de wielen, net zoals er “een grotere stroom (stroomsnelheid van elektronen) in het pad is met lagere weerstand.

Ik vermoed dat de uitspraak bedoeld was om te gaan over elektrische ontladingen via diëlektrische breakdowm. Zoals bliksemschichten enz. Als zodanig heeft het een gedeeltelijke geldigheid, in die zin dat een hoge boom eerder wordt geraakt dan een korte. Maar de realiteit is dat diëlektrische afbraak een chaotisch proces is, en daarom lijkt bliksem gevorkt, in plaats van een rechte weg te nemen. Zodra je ionisatie langs een pad krijgt, stroomt er meer stroom langs, wat meer ionisatie veroorzaakt, enzovoort.

Voor eenvoudige circuits die niet afhankelijk zijn van uitval, is het een simpele kwestie van weerstand / impedantie, en de stroom zal zich verdelen zichzelf tussen meerdere paden, zoals hierboven beschreven. Maar in geval van storing neemt het pad dat als eerste wordt verbonden, vaak de volledige stroom in beslag.

Opmerkingen

• Deze uitdrukking ” neemt het pad ” toont een proces dat enige selectie inhoudt (het lijkt alleen maar), bijv. elektrische vonken. Uw interpretatie is de juiste, Omega +1

Eigenlijk vloeit de stroom in elke aangesloten draad op zijn pad. Er kan een verschil zijn in de hoeveelheid stroom die door verschillende draden vloeit.

Dat geldt voor alle gevallen, behalve wanneer één draad die in zijn pad is aangesloten zonder weerstand of niets (lamp, weerstand) ermee is verbonden. In dit geval zal de stroom alleen door dit pad stromen en alle andere verlaten.

Als je het water bij je gootsteen openzet, komt uit het mondstuk, niet uit de pijp. (tenzij je een lek hebt) Of in het geval van een raket, als je de brandstof ontsteekt, komt deze uit de opening. Deze hebben allemaal het pad van de minste weerstand, als je twee verschillende paden hebt de energiestroom zal door beide gaan totdat een van de paden te veel weerstand heeft, dan zal de energiestroom maar door één pad gaan. Hetzelfde geldt in principe voor elektrische circuits.

De bewering is niet waar. Elektriciteit passeert alle mogelijke paden, of de weerstand nu hoog of laag is. Het verschil is dat de cu rrent is meer waarin weerstand minder is. Dit is een directe implicatie van de wet van Ohm.

Elektriciteit volgt de weg van de minste weerstand. Is deze bewering correct?

JA

Mensen begrijpen vaak niet wat de kortste weg is middelen. Als ik een bliksemafleider heb aangesloten op een draad met een lichte bocht erin, geloven mensen nog steeds dat de stroom de draad naar de aarde zal volgen en zijn ze verbaasd wanneer de spanning naar een boom springt op 15 meter afstand. We hebben het hier over miljoenen volt en honderdduizenden ampère. Bij deze frequenties zal de lichte bocht een enorme impedantie voor de stroom opleveren en is de boom ondanks de afstand veel aantrekkelijker.

Trouwens: als een bliksemafleider wordt geraakt, doet hij zijn werk niet. Het heeft een punt en het is bekend dat elektronen zich rond dit punt zullen verzamelen en aangezien de bliksem negatief is, zullen ze afstoten. Dat is het principe van de werking van een bliksemafleider.

Opmerkingen

• Ik … ben het niet eens over de bliksemafleiders …

Deze bewering is waar en een direct gevolg van de 5e wet van de thermodynamica, de Onsager Relations waarvoor Lars Onsager van Yale ontving de Nobelprijs in 1968.

In een elektrisch circuit, voor gelijkstroom, neemt stroom de weg van de minste reisbestendigheid; Voor wisselstroom neemt het de weg van de minste inductie (impedantie).Dus een spanningspuls zorgt ervoor dat de stroomverdeling wordt bepaald door padinductantie en eindigt met de verdeling bepaald door weerstand.

Op een printplaat is dit van cruciaal belang omdat het grondvlak ervoor zorgt dat de verschillen tussen deze twee distributiepaden minimaal zijn.

Opmerkingen

• -1 De bewering is feitelijk vals en -1 inductie en impedantie is niet hetzelfde.