我不明白实际上是什么力量


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我意识到这可能是一个非常普遍的问题,但是我必须用我自己的话说。

我试着用水比喻来理解欧姆定律。两个装有水的储水箱,一个储水箱的水位比另一个储水箱的水位高,还有一个连接两个储水箱的管道。水要流动。有一个代表电阻的阀。

让我感到困惑的是,当我开始考虑电路中的散热时。热量实际上从哪里来?

它不能来自压力,电压,因为如果确实如此,则如果两个水箱中较高的水箱中仅有足够的水,则阀门应该非常热,从而在阀门上施加很大的压力。

我读过,热量来自实际的电流,即电流。起初,这似乎很直观。但是接下来我继续考虑什么是力量。这就是引起混乱的地方。因为如果我将压力加倍,将电阻加倍,则电流保持不变。我认为这将意味着散热将保持不变。

但是力量翻了一番。那么,那实际上意味着什么呢?

尽管实际电流保持恒定,但由于功率更高,我的储罐是否以不同的速率排入另一个储罐?

什么是力量?


有时,它有助于摆脱类比,并查看具体事实。随着时间的流逝,功率就是能量。电压是能量超过电荷,电流是随着时间推移的电荷。两者相乘就可以产生力量。
伊格纳西奥·巴斯克斯

瓦时是随时间推移的能量,对吗?随着时间的流逝,这如何产生瓦特能量?
Kelsie 2013年

还是我滥用条款?
Kelsie 2013年

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瓦特小时就是能量。确切地说是3600焦耳。
伊格纳西奥·巴斯克斯

我不确定我是否理解“能量超过充电”一词。
Kelsie 2013年

Answers:


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您可以想到导线中电子流动会发生什么。尽管不正确,但请尝试将电子视为机械粒子。每当它试图在电线中移动时,它都会碰到东西,并且碰撞会产生热量。因此,您可以考虑将能量从电子的动能转移到热量(因此,电子速度在那一刻下降)。因此,电子并不是一直都具有恒定的速度,尽管我们可以说它们具有平均速度,并且该平均速度取决于导线的电阻,这恰好消除了电子撞击的障碍。

如果电线没有任何电阻,则电线不会变热。因此,电线不会消耗任何功率。

当您将电压加倍并且将电阻加倍时,您可能会认为导线内的电场较高,因此电子可能比在较低电压下更快地达到高速。但是阻力也较高,因此可能会以更强大的方式遇到障碍。因此,平均速度可能会变得相同(电流相同),但是由于碰撞更强,您正在散发更多的热量。

这是一种非常粗略的思考方式,但可以通过一些类比帮助您想象为什么事情就是这样。

另外,您可能认为功率为每秒焦耳(Watt)。因此,它每次都会关联一些能量单位。以欧姆定律为例,它适用于散热。换句话说,导线中的热量浪费了多少能量。如果您想到的是机械系统,那么功率可能表示移动某物所需的能量(您可以计算出达到所需速度所需的最小动能,从而计算出为达到该速度而应传递给该对象的能量。)因此,由于功率与能量直接相关,您可能会认为能量总是从一种方式转移到另一种方式。力量可能表明这种事情发生的速度。


别客气。我很高兴这很有用。
Felipe_Ribas

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"The wire would not became hot if it does not have any resistance. So no power would be consumed by the wire."- 超导
sherrellbc 2014年

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对于机械类比,可将电阻视为机械摩擦,将电压视为,将电流视为速度

假设有一个物体受摩擦而以恒定速度运动(这类似于具有恒定电流的电阻电路)。

必须施加力(类似于电压源)和相反的摩擦力(类似于电阻器两端的电压)。

现在,正如您已经确定地观察到的那样,摩擦将动能转换热能(想想从高速高速停车时制动器会变得很热)。

关联的功率就是这种能量转换的速率。每秒有多少动能转换成热能

FF

PF=FFv

这对您应该很直观。如果您一起缓慢移动双手,您会感觉不到发热量。如果一起快速移动双手,则可以快速加热双手。

摩擦力由下式给出:

FF=μv

μ

V=[R一世

最后,让我们解决您的问题:

因为如果我将压力加倍,将电阻加倍,则电流保持不变。我认为这将意味着散热将保持不变。

但是力量翻了一番。那么,那实际上意味着什么呢?

在我们的机械类比,如果我们发生了什么翻一番摩擦(这是类似于电阻加倍),并承担该物体的速度保持不变(这类似于其余相同的电流)?

摩擦力加倍,因此,由于摩擦力而产生的功率加倍

从机械上讲,这是直观的。如果您在汽车中以恒定速度行驶并且滚动摩擦突然翻倍,则需要将发动机功率输出翻倍(用力踩油门踏板)以保持速度


好解释的阿尔弗雷德和出色的比喻!!!
AKR

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功率首先是能量变化率。如果能源就是金钱,那么电力损失将是您的每月支出,而获得的电力将是您的每月收入。如果它们相等,则每月没有净能量变化。

但是真正的能量是什么?能量是您工作所需的东西,例如将重物举起(针对重力场),拉开两个磁体(针对磁场)或移动带电粒子(针对电场)。这是适用于基础电力的最后一个示例。

通常,您可以定义某种敏感的粒子,并且可以通过位于某个场内而被推到周围,而场只是一种在该粒子的自由度(如空间坐标)内可视化和量化,强度和强度的方式。朝哪个方向推动。

因此,使该粒子在整个场中物理移动需要能量。如果在场内定义任意点A并计算使粒子到达另一个点B的能量,则可以说点B的电位等于该能量。由于A是任意的,因此谈论潜在差异才有意义。

在电场的情况下,粒子(如电子)对该电场的敏感度称为电荷,而单位称为库仑。因此,电势具有能量/电荷单位,即[焦耳] / [库仑],与电压相同。

因此,如果电路中的A点和B点之间存在电位差(电压),并且以一定的速率(电流)从A到B有一定量的电荷,那么能量的速率就一定被用完(电源)。它们从A点到B点(通过电线,电阻器,二极管,晶体管,空气,铅笔等)的移动方式并不重要,重要的是电压和电流,功率是它们的乘积:

PØwË[R=VØŤ一种GËCü[R[RËñŤ

您可以检查单位:

[ĴØüËs][小号ËCØñd]=[ĴØüËs][CØüØb][CØüØbs][小号ËCØñd]

P=V2/[RP=V一世P=V2/[R

希望到现在为止应该更清楚为什么没有电流就没有任何电力(您不会移动任何带电粒子,因此没有做任何工作),以及为什么电力不仅仅取决于电流(在整个过程中移动电荷)零电位不需要任何“努力”)。这实际上是关于您每单位时间移动多少电荷以及跨越多少潜在差异。


0

根据定义,功率能量转移或变化的速率。
如果您将其作为基本要素,则与此相关的所有其他问题都必须有意义。
如果问题不“尊重”该定义,那么该问题就没有意义。
试图理解无意义的问题的答案充满了危险:-)。


它不能来自压力,电压,因为如果确实如此,则如果两个水箱中较高的水箱中仅有足够的水,则阀门应该非常热,从而在阀门上施加很大的压力。

你有压力但没有流量。能量没有转移-不需要电源。

我读过,热量来自实际的电流,即电流。起初,这似乎很直观。但是接下来我继续考虑什么是力量。这就是引起混乱的地方。因为如果我将压力加倍,将电阻加倍,则电流保持不变。我认为这将意味着散热将保持不变。但是力量翻了一番。那么,那实际上意味着什么呢?

跟随能量。
当I = V / R = 2V / 2R时,当V和R都加倍时,电流将不会改变。
但是将相同电流通过两倍电阻的管道所需的能量是两倍。是?
也就是说,压力和阻力都增加一倍->电流是相同的,但能量流率增加了一倍,因此功率增加了一倍。


注意电源

= VI = V ^ 2 / R = I ^ 2R。

这些公式在功能上相同并且可以互换。
您只需替换变量就可以从一个转到另一个。
如果其中任何一个对您有意义,则可以仅通过基于欧姆定律插入变量的变体来从中得出其余的信息。

例如
P = V x I 但是V = IR
所以P = IR x I = I ^ 2R

P = I ^ 2R但I = V / R所以P =(V / R)^ 2 = V ^ 2 / R

如果您对VI或V ^ 2 / R或I ^ R中的任何一个“解释”电源感到满意,则以上内容可让您证明其他两个功能相同。


P = V x I
能量率与所推入的东西的数量以及推入的力度成正比。

P = I ^ 2R
能量速率与被推入的硬物成正比,但与被推入的硬物的平方成正比,因为 当您将通过给定管道的推入物的数量加倍时,不仅会得到两倍但每次推送的难度是其的两倍。

P = V ^ 2 / R
能量率与推力BUT的平方成正比,与推力的强度成反比。
1 / R很容易,因为更少的精力=更少的能量消耗。
如果将使用的力加倍,则将使用的力加倍,因此能量速率增加,但流速也会加倍(I = V / R),因此您必须用力推动两倍,因此为V ^ 2。

这一切都说得通。
都是一致的。
可以在各种表达方式之间进行转换。
只要这3个中的任何一个看起来都不是真实的,请攻击看起来并非如此的“原因”,您就会发现推理存在缺陷。
例如,在给出的第一个示例中,没有电流流动,因此没有能量传递,因此没有功率。

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