因此,我知道,当您谈论的是诸如包含电池的电路之类的电路时,该电路看起来就像是一个回路,但这仅仅是因为电源实际上靠近输出。
但是,事实并非一定如此,对吧?电池只是自包含的,因为它很方便,但是如果我理解这一权利,则可以通过将电源连接到任何带正电的端点来消耗电源。
因此,是否仅因为这样方便就将电路视为环路?由于河流无法绕圈流动,因此电力也无法流动,因为它将达到净零电位,因此意味着没有流动!
因此,我知道,当您谈论的是诸如包含电池的电路之类的电路时,该电路看起来就像是一个回路,但这仅仅是因为电源实际上靠近输出。
但是,事实并非一定如此,对吧?电池只是自包含的,因为它很方便,但是如果我理解这一权利,则可以通过将电源连接到任何带正电的端点来消耗电源。
因此,是否仅因为这样方便就将电路视为环路?由于河流无法绕圈流动,因此电力也无法流动,因为它将达到净零电位,因此意味着没有流动!
Answers:
大多数电路被认为是回路,因为导电材料中的电荷往往会相对较快地均衡静电势差。以长电线/棒为例。假设您可以在其一侧添加电子。首先,您从0个电子开始。当您添加第一个电子时,周围没有其他东西了,因此它基本上可以走到任何地方。当您添加第二个电子时,它将使第一个电子尽可能远,以尝试在棒中建立电荷平衡。第一个电子移动实际上是一个微小的电流,它的移动可以用来从中提取功(因为花了功才将第二个电子添加到系统中)。添加第三个电子会将第二个电子推到中间。第二电子 的运动是第一次运动的一半,因此您只能从中提取一半的工作量。第一个电子在另一端,并且此时还没有移动。如果您不断向一端添加电子,那么其他电子的运动就会越来越少。很快,您将处于数千伏的电压下,并且无法从中提取任何功,因为电子根本无处可走。
相反,如果我们将电子从一侧移走并添加到另一侧呢?现在,您执行此操作的每个电子都将导致所有其他电子在一个方向上以相同的数量移动。现在,您可以为移动的每个电子从系统中提取均匀量的功。但是你做了什么?您已经创建了一个用手移动单个电子的循环。这就是为什么大多数电路都使用环路的原因。有某种东西将电子推向一个(或可能两个)方向。在您的情况下,它是电池,但是可以使用发电机和各种其他方法来“泵送”电子,以从不同位置提取电子。
您可以将电池想像成电子泵,它以化学方式将电子从正极端子移至负极,以维持一定的“电压力”(这就是早期的家伙在一些旧书中所称的电位差,不错的模型)。
为了使这个东西真正有用,您需要提供一个使电子流动的路径,恰好利用移动的电子来完成一些有趣的任务[1]。这可能是加热细线以发光,或为其他一些电化学反应供电以给另一个电池充电,或在电动机或其他任何东西中产生磁场。如果您希望系统运行的时间短得多(想想只有十亿分之一秒),则此路径显然必须是一个循环。
请注意,在任何时候都没有提到接地等,所有电压都是相对于您执行操作中的任意点测量的,并且对于该电压进行任何有用的操作,都必须有一个环路让电流流动[2]。
Ground是真正的废话之一,以高度依赖于上下文的方式表示至少3种不同的事物,现在忽略。
[1]铜导体中的电子在您想要发挥作用的任何形式的电流下平均都非常缓慢地移动,每秒不到三毫米,但是电线就像充满滚珠轴承的管子一样,一推一推最后,一个球弹出另一个球的速度要快得多,然后任何球实际上都沿着管子向下移动。
[2]是的,我知道,闪存门,静电透镜,激光打印机,各种轻微的例外情况,但现在就顺其自然。
抱歉,没有。从长远来看,电池或任何电源必须保持电中性。分开的电荷的恢复力非常大,根本不会发生电路规模的电荷永久分离。这意味着,如果电流从一个端子流出,则必须从另一端子流入。一个最接近的例外是驻极体麦克风,它包含永久分开的电荷-很少。
电路必须是回路。闭环时,电流流过负载。当环路打开时,电路将关闭。
也许您可以假设电压是推动电荷在环路中流动的“力量”。当前是按时间单位的流量。
没有循环,就没有电流。
...但是如果我理解这一权利,则可以通过将电源连接到任何带正电的端点来消耗电源。
否。请查看节能和节约费用。如果我们从正电位点排放电荷,则电荷必须通过参考点(baterry,GND等的负端子)返回,即以闭环流动。
我相信有一个更通用的答案,我们应该考虑电流而不是电压。
所有电路都必须遵循基尔霍夫定律 -基于麦克斯韦的基本方程式,该方程式描述了电流在任何介质中的流动方式。
如果节点未连接(通过任何频率的任何媒体),则该节点无法构成电路的一部分。相反,以任何方式连接的任何节点都构成电路的一部分。
基尔霍夫定律可以简单地表述为“任何电路中的电流之和为零”,即对于从节点流出的每个电流(在这种情况下,我们称其为正电流)都是相同且相反(负)的组合电流之和。必须输入相同的节点。
如果得出一个合理的结论,则必须将所有节点连接在一个或多个回路中,以使电路中的总和为零。所有的负面和正面必须完全抵消。
您部分正确,因为电子将从电势移动到更高的电势。因此,您可能会认为,如果我在空间A的某个点有电压,而导线则延伸到空间B的另一个点,则电子将流过该导线。
模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图
但是,电压本身没有任何意义。电压是两点之间的电位差。
也就是说,您需要一个公共参考点才能首先确定电压。因此,无论您是否喜欢,您最终都会遇到一些阻力。
但是,这也提出了另一点。在上面的电路中,即使没有参考线,电压源的负极之间仍然存在一些电阻,尽管电阻很大。这样,您会有一个环路,并且导线中会流过很小的电流,尽管它可能太小而无法测量。
将电流的概念与电子运动的概念区分开也很重要。电流是一种抽象表示,而电子运动是一种物理现象。我们说电流循环通过电池或电容器,但是实际上电子不是。相反,相等数量的电子会像进入另一侧一样离开它们。这种差异是微妙的,但很重要。
包含电池的电路,看起来像回路
这是一个循环。电池的电解质是良好的导体,是一种短电路。
也许您会误以为电池会“充电”,或者流经电解液的电流为零安培?不,不是那样的。电池的行为就像短路,非常低的内部电阻一样,带有电池的简单电路就是闭环。
电池不向电路提供任何电荷。流动的电荷来自铜本身,来自金属的电子海。