我有一个串联电路。假设电池的电势差为10 Volts
。
在电流到达任何电阻器之前,在电线的两点上,我连接了电压表的读取器。由于没有电阻,并且电压的公式为V = IR
,这是否意味着电压在这两点之间读数为零?
但是怎么回事-我们知道有10伏的电流流过!
我的老师举的例子是,电力就像一条不断流淌的河水。电压是自来水的力。在河中间堆石头,这就是阻力。但是,如果您不堆积岩石并在两个点进行测量,那并不意味着河流中没有功率(读为:电压)。
有人可以澄清一下吗?
我有一个串联电路。假设电池的电势差为10 Volts
。
在电流到达任何电阻器之前,在电线的两点上,我连接了电压表的读取器。由于没有电阻,并且电压的公式为V = IR
,这是否意味着电压在这两点之间读数为零?
但是怎么回事-我们知道有10伏的电流流过!
我的老师举的例子是,电力就像一条不断流淌的河水。电压是自来水的力。在河中间堆石头,这就是阻力。但是,如果您不堆积岩石并在两个点进行测量,那并不意味着河流中没有功率(读为:电压)。
有人可以澄清一下吗?
Answers:
您似乎将电压和电流混为一谈。
电压更恰当地称为电动势。它本身不流动或传递能量。
电流(通常以安培为单位)是每单位时间移动多少电荷的量度。电流本身也不是能量流。
能量的流动称为动力。要通电,既需要电流()又需要电压()。功效等于两者的乘积:è
因为我们可以用自己的感觉直接观察机械系统,所以有助于从类似机械系统的角度考虑这一点。机械系统也具有动力,它等于力和速度的乘积:
如果您有力量却没有速度,那么您就没有力量。一个示例是在两个固定支架之间拉伸的橡皮筋。带子在支撑上施加力。这种张力是势能。但是,没有任何东西在移动,并且在拉伸带中存储的所有能量都没有转移到其他任何东西。
但是,如果带子可以移动支撑物,那么现在我们有了速度。当带移动支架时,存储在拉伸带中的能量将转换为支架中的动能。能量转移发生的速度就是功率。
电压是一种移动电荷的力。电流是电荷的速度。阻力是移动支撑架的容易程度。
这是一个更类似于您的电路的机械系统:
我们有一个固定在电机上的刚性环,该环会施加一些力来转动它。环上还装有一个制动器,可阻止环的转动。为了使这种模拟正确,必须使用制动器,该制动器提供与环在其中移动的速度成比例的力。想象一下,它与风扇耦合,因此当环旋转得更快时,风扇旋转得更快,从而产生更大的空气阻力。
如果电机施加的力为,则制动器必须在相反的方向施加相同的力。如果制动器的力不等于电动机的力,则环将受到一个净力,该力会使其加速或减速,直到制动器的力相等,并且环以恒定速度旋转。因此,如果电动机的力是恒定的,则环的速度取决于制动器的强度。这类似于欧姆定律。
环上还有哪些其他作用力?由于我们正在考虑一种没有摩擦的理想系统,因此没有任何系统。如果要在点A和点B插入应变仪,则需要测量它们之间的差。B受到压缩,因为电动机将其推向制动器以抵抗其阻力,而A受到拉伸,因为电动机将其从制动器中吸出。
但是B和C有什么区别?空无一人。如果这在直观上不明显,请考虑必须在环上切一个缝隙并插入手,以便本机将其砸碎。是否有您更愿意这样做的地方?不,无论您在戒指左侧的什么位置,您的手都会被同样地砸碎。
应变仪测得的力类似于电压。我们只能测量相对于其他电压的电压。这就是为什么您的电压表有两个探头。无论您将黑线放在哪里,都将其定义为“ 0V”。因此,您在问题中呈现的场景就像测量B和C之间的差异:它为零。
这似乎有点奇怪,因为我们知道在环的整个侧面上都有压缩力。似乎这应该对某些事情有益。但是请考虑一下:地球大气层中所有气体的重量导致海平面上的压力约为每平方英寸15磅。这是否意味着我们可以制造仅因为承受这种压力而通电的机器?号为了做好工作,这大气压,我们需要一个差的压力。没有差异,我们就无法移动。再次考虑以上权力的定义,这应该变得很清楚。
您的电压表和您的老师都正确,但是对水的类比只能走这么远。一个很大的缺点是,与水不同,它没有绝对电压。电压始终是两点之间的相对电压。
没有“周围有10伏电流”之类的东西。电压是推动电荷产生电流的力。电流是实际流动的电荷。没有电流的电压和没有(或没有可测量的)电压的电流都是很有可能的。
如果正确应用,在这种情况下,您老师的河流类比实际上仍然有效。电压是河流中将水推向下游的压力。在河流中,您可以将此压力视为水面的高度。当您在河中堆放岩石时,河的表面将高于岩石上方的表面。如果您使用岩石上方和下方之间的相对压力表进行测量,则会显示为压力差。
电线就像一条没有石头的河。一点和上游几英尺处的压力仍然基本相同。那就是您的电压表向您显示的内容。真实河流和铜线之间的区别是,铜线是一条更理想的河流,这与真实水所能做的不同。导线没有摇动(不是电阻器),以至于流过的电压很少。实际上,电线上两点之间的电压差很小,但是电线是很好的导体,以至于普通的万用表无法测量该电压差。如果用几十米长的电线代替短线,然后跨过它测量,则万用表可能会显示较小的电压。
有10伏的电流流过!
电压不会“流动”。这是electrovoltaic潜力的量度,因此只存在跨两分。
就像尝试测量一座山的高度一样。没有“绝对高度”之类的东西,只有相对于其他东西的高度,例如它周围的平原,海平面等。
关于电压的事情是,必须始终相对于某物进行测量。换句话说,电表测量的是电压差,而不是单个的电压电平。在理想情况下,示例中的仪表读数为零。但是,即使导线的电阻也很小,因此如果您使用的是具有微伏特精度的仪表,那么电压读数将非常小。
用电压差的解释切线,电压水平实际上并没有伤害到人。电压差异伤害了人们。这是技术人员可以在500,000条电压线上工作而不会被炸毁的方式。他们将其电压水平提高到500 KV,因此整个身体的电压差为零。
这是我的一位物理老师告诉我们的一个示例,可以帮助您理解这一概念。想象您在帝国大厦的顶层。这个高度不会伤害你。但是,如果您要跳下去,那么身高的差异会杀死您。这与电压相同。
这是因为伏特计正在测量两个探头之间的电压差。由于导线之间没有电阻等电路元件来降低电压,因此电压差为零,并且电压读数为零。关于河流的类比,因为没有岩石(AKA电阻器),所以水的量以及探针之间的水流速度将是相同的。