A eletricidade segue o caminho de menor resistência?

Não é verdade. Para ver isso, você pode tentar um experimento com algumas baterias e lâmpadas. Conecte duas lâmpadas de potências diferentes (ou seja, com resistências diferentes) em paralelo com uma única bateria:

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

Ambas as lâmpadas acenderão, embora com brilhos diferentes. Ou seja, a corrente flui tanto pela que tem mais resistência quanto pela que tem menos resistência.

Comentários

• Isso pode ser visto descrevendo a lâmpada com menos resistência como atingindo um ponto de saturação, após o qual os caminhos condutores se tornam igualmente resistentes? Talvez ” ponto de saturação ” é um nome incorreto e cada lâmpada deve ser vista como tendo infinitamente muitos, infinitesimalmente pequenos, pontos de saturação, mas com ra diferente tes de saturação?

Não. A afirmação não está correta. Current irá seguir qualquer caminho que esteja disponível para ele. O que significa que ele pode até mesmo seguir o caminho de vazamento do fio para o ar circundante, o que é visto como faíscas quando ocorre a quebra dielétrica do ar. O que você pretende dizer é por que a corrente se distribui na razão inversa das resistências, dada a mesma diferença de potencial entre diferentes elementos resistivos.

A lei de Ohm, $ I = \ frac {V} {R} $ explicaria o que você está perguntando. Dado um potencial comum, a quantidade de corrente que flui através de um elemento resistivo é inversamente proporcional à resistência . Isso significaria, e esperançosamente responder à sua pergunta, que um caminho de menor resistência terá mais corrente fluindo através dele e vice-versa. (Normalmente a resistência do ar é tão alta que a corrente toma aquele caminho e vazamento do cabo é zero em circunstâncias normais.)

Para uma explicação mais completa, as correntes (e tensões) são distribuídas para minimizar a potência total dissipada como calor. Esta é uma consequência de fazer a ação de um sistema dissipativo estacionário

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

Aqui W é o trabalho virtual feito pelos elementos dissipativos (resistência, capacitância , indutância etc) e L é o sistema dinâmico livre de dissipação

Como alternativa, este link explica como a Lei de Ohm corresponde a Fer mat “s Princípio de menor tempo.

” Menor resistência “pode ser interpretado como a menor geração de calor. Pode haver tal princípio, pelo menos posso mostrá-lo para o exemplo do @Ted Bunn para que a resposta seja “sim”. A maior dificuldade na formulação de princípios extremos é especificar as restrições. Escolhi a corrente fixa, porque não vejo uma maneira de fixar a tensão para o modelo em mãos sem consertar todo o resto.

Em qualquer caso, acho que reformular o mínimo de resistência para obter o mínimo de dissipação sob certas restrições é um direito direção.

O que você tem são duas lâmpadas conectadas em paralelo. Vamos corrigir a corrente geral $ I $ através das lâmpadas em vez de $ U $ de voltagem. Esse é o caso em que você deve empurrar uma certa quantidade de eletricidade pelo sistema. Nesta configuração, as correntes nas lâmpadas $ I_1 $ e $ I_2 $ seriam para minimizar a dissipação de calor:

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

Usando multiplicadores de Lagrange:

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

que leva a

$$ I_1 R_1 – I_2 R_2 = 0 $$

Assim, tendo assumido a extremalidade da distribuição atual, chegamos à distribuição que está em harmonia com a lei de Ohm. Pode-se verificar que corresponde à mínimo de dissipação de calor.

Comentários

• Esta é uma boa resposta, mas pelo menos geração de calor não é o que as pessoas geralmente querem dizer com a declaração. Significam a declaração errada que outros interpretaram como.

A afirmação está correta se você interpretar como significando que há uma corrente maior no caminho que tem uma resistência mais baixa, quando ambos os caminhos têm a mesma voltagem entre eles . ( Isso não significa que o caminho com maior resistência não tem corrente, apenas menos corrente – como mostra o exemplo de Ted Bunn )

Você pode entender isso pensando na situação análoga de um longo tubo que diverge em dois ramos e re-converge novamente. Suponha que o tubo esteja cheio de água e haja uma diferença de pressão (digamos, usando uma bomba) entre as duas extremidades do tubo. Um dos ramos é exatamente como o resto do tubo, enquanto o outro ramo é forrado com, digamos , rodas que aumentam a resistência e tornam o fluxo de água mais lento naquele ramal.

A diferença de pressão entre os dois ramais é a mesma (assim como a voltagem entre duas resistências elétricas paralelas é a mesma), mas a água flui em uma velocidade mais rápida no galho sem as rodas, assim como há “uma corrente maior (taxa de fluxo de elétrons) no caminho com menor resistência.

Suspeito que a afirmação se referisse a descargas elétricas por meio de quebra de dielétrico. Como relâmpagos, etc. Como tal, tem validade parcial, no sentido de que, digamos, uma árvore alta tem mais probabilidade de ser atingida do que uma árvore baixa. Mas a realidade é que o colapso dielétrico é um processo caótico, razão pela qual o raio parece bifurcado, em vez de seguir um caminho reto. Depois de obter ionização ao longo de um caminho, mais corrente flui ao longo dele causando mais ionização e assim por diante.

Para circuitos simples que não dependem de avaria, é uma simples questão de resistência / impedância, e a corrente se distribuirá entre vários caminhos, conforme descrito acima. Mas para situações de falha, qualquer caminho que se conecte primeiro geralmente leva toda a corrente.

Comentários

• Esta expressão ” segue o caminho ” descreve um processo envolvendo alguma seleção (apenas aparentemente), por exemplo, faíscas elétricas. Sua interpretação é a correta, Omega +1

Na verdade, a corrente flui em cada fio conectado para o seu caminho. Pode haver diferença na quantidade de corrente que flui através de diferentes fios.

Isso é verdade para todos os casos, exceto quando um fio conectado em seu caminho sem resistência ou nada (lâmpada, resistor) está conectado a ele. Neste caso, a corrente fluirá apenas por este caminho, deixando todos os outros

Se você abrir a torneira da pia, sai pelo bocal, não pelo cano. (a menos que você tenha um vazamento) Ou no caso de um foguete se você acender o combustível ele sai pela abertura. Todos eles têm o caminho de menor resistência, se você tiver dois caminhos diferentes o fluxo de energia passará por ambos até que um dos caminhos tenha muita resistência, então o fluxo de energia passará por apenas um caminho. O mesmo se aplica basicamente aos circuitos elétricos.

A afirmação não é verdadeira. A eletricidade passa por todos os caminhos possíveis, quer a resistência seja alta ou baixa. Só a diferença é que o cu rrent é mais em que a resistência é menor. Esta é uma implicação direta da lei de Ohm “.

A eletricidade segue o caminho de menor resistência. Esta afirmação está correta?

SIM

As pessoas geralmente não entendem qual é o caminho mais curto meios. Se eu tenho um pára-raios conectado a um fio que tem uma ligeira curvatura, as pessoas ainda acreditam que a corrente seguirá o fio para a Terra e ficam surpresas quando a voltagem pula para uma árvore a 15 pés de distância. Estamos falando aqui de milhões de volts e centenas de milhares de amperes. Nessas frequências, a ligeira curva apresentará uma enorme impedância à corrente e a árvore é muito mais atraente, apesar da distância.

A propósito: quando um pára-raios é atingido, ele não está fazendo seu trabalho. Ele tem um ponto e sabe-se que os elétrons vão se reunir ao redor deste ponto e como o raio é negativo, ele irá repelir. Esse é o princípio de funcionamento de um pára-raios.

Comentários

• Eu … não concordo com os pára-raios …

Esta afirmação é verdadeira e uma consequência direta da 5ª Lei da Termodinâmica, as Relações Onsager para as quais Lars Onsager, de Yale, recebeu o Prêmio Nobel em 1968.

Em um circuito elétrico, para CC, a corrente segue o caminho de menor reisitância; Para CA, ele segue o caminho de menor indutância (impedância).Portanto, um pulso de tensão fará com que a distribuição de corrente seja determinada pela indutância do caminho e, em seguida, termine com a distribuição determinada pela resistência.

Em uma placa de circuito, isso é crítico porque o plano de aterramento garante que as diferenças entre esses dois caminhos de distribuição sejam mínimas.

Comentários

• -1 A afirmação é realmente falsa e -1 indutância e impedância não são a mesma.