Зависимость сопротивления от мощности и напряжения

Решил я как-то проверить закон Ома. Применительно к лампе накаливания. Я было удивился, но потом вспомнил слово, которое всё объясняло — бареттер. Дело в том, что сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания сильно зависит от температуры следствие протекания тока. Почти Ватт!

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Мощность электрического тока
• Зависимость силы тока от напряжения. Закон Ома для участка цепи (Ерюткин Е.С.)
• Как рассчитать амперы
• Полезные товары
• Расчет тока по мощности, онлайн калькулятор
• Закона Ома и применение его на практике
• Закон Ома для участка цепи. Определение, формула расчета, калькулятор. Сопротивление через мощность
• Электрическое сопротивление
• От чего зависит сопротивление

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Зависимость силы тока от напряжения. Сопротивление. Закон Ома — Физика 8 класс #15 — Инфоурок

Мощность электрического тока

При создании и ремонте электрической сети питания необходимо уточнение базовых параметров: тока, напряжения, мощности, сопротивления. Такие действия выполняют перед подключением нагревательных приборов, станков, других мощных потребителей. В данной публикации рассказано о том, как рассчитать амперы и другие характеристики без ошибок. Для простоты электрические параметры часто объясняют на примере перемещения воды по трубам. Данным термином, выраженным в амперах А , обозначают скорость передвижения электронов в проводнике.

Препятствия для жидкости создают малые размеры и дистанция транспортной системы. На сопротивление электрическому току оказывают влияние:. Продолжив аналогии с водой, напряжение можно сравнить с давлением в магистрали. По мере увеличения разницы потенциалов вольтаж получают большую силу электрического тока при остальных равных условиях. Если подключить в цепь лампу накаливания, будет видно, как соответствующим образом изменяется свечение спирали.

Мощность — это комплексный показатель, определяющий потребляемую энергию. Его рассчитывают с учетом приложенного напряжения и тока в цепи. На практике применяют разные схемы вычислений. В частности, пользуются автоматизированными программами калькуляторами.

Такие инструменты предлагают бесплатно специализированные сайты в режиме онлайн. Ниже представлены формулы и примеры, которые помогут рассчитывать электрические параметры самостоятельно. Источник питания постоянного тока аккумулятор обеспечивает напряжение на выходе 12 Вольт. Известна мощность потребления — 2 Вт. Как рассчитать ампераж, показано на примере:. К сведению.

Для удобства на практике применяют дробные и кратные величины. В данном примере — мА миллиампер. Выше показано, как посчитать амперы, зная мощность и напряжение. Эту же формулу используют для обратного действия. Если сила тока равна мА, при мощности 2 Вт в точках измерения, прибор покажет следующее напряжение:. В реальных условиях существенное влияние оказывает электрическое сопротивление проводника. Выбрав соответствующий режим, можно узнать действительное значение с помощью мультитестера.

Переключатель устанавливают в положение, которое соответствует определенному диапазону. Переходят от больших значений к малым до появления индикации на экране. Площадь сечения цилиндрического проводника вычисляют по стандартной геометрической формуле подсчета:. При отсутствии специализированных инструментов узнавать размер можно с применением подручных средств.

Взяв карандаш или другую подходящую основу с одинаковой шириной по продольной оси, наматывают последовательно провод.

Приложив конструкцию к линейке, уточняют длину. Делением на количество витков получают диаметр проводника. Далее пользуются рассмотренной выше формулой. Основные формулы не только показывают, как посчитать амперы. Они демонстрируют зависимость тока от напряжения, мощности, сопротивления:.

При большой длине проводника существенно возрастает влияние потерь, которые определяются особенностями определенного материала. Часть энергии используется впустую на обогрев окружающего пространства. Приходится делать коррекции для устойчивого питания конкретной нагрузки. Вычисляют процентное отношение потерь по напряжению в идеальных условиях и с учетом удельного сопротивления определенного материала.

При расчете умножают длину на два, чтобы учесть потери во всей цепи питания от источника до подключенного оборудования и обратно. Чтобы сделать расчет ампер по мощности для сетей переменного тока с реактивными нагрузками, нужны соответствующие коррекции. Изменение тока, напряжения и мощности по синусоидальному графику объясняет бессмысленность измерения моментальных значений.

Параметры рассчитывают с учетом интервалов времени. Как правило, используют полный период одного колебательного цикла. Генератор при существенном значении реактивной составляющей будет выполнять свои функции менее эффективно.

Часть мощности в таком случае не будет выполнять полезную работу. Этот вариант можно представить, как комбинацию из нескольких однофазных сетей. Рисунки демонстрируют напряжения V в каждой фазе и линейное значение V.

Следует обратить внимание на ток в нулевом проводнике I0 , который не выполняет полезные функции. Он создается за счет неравномерного распределения подключенных нагрузок.

Для коррекции индуктивных емкостных составляющих применяют расширенную формулу расчета:. Эта таблица ампер поможет подобрать подходящий автомат предохранитель с учетом параметров подключенного оборудования.

Эти данные дублируют в специальной бирке, закрепленной на корпусе. Как высчитать амперы для трехфазной сети, показывает следующая формула:.

Сила тока, в соответствии с международной системой стандартов СИ , измеряется в амперах. Одна единица равна единичному заряду кулону , который прошел за секунду через проводник. Сколько в действительности будет потреблять определенная техника, можно выяснить с помощью специализированного прибора. Амперметр подключают в разрыв цепи. Если надо измерить Ампер, иную большую величину, применяют шунт или бесконтактные модификации.

Зависимость силы тока от напряжения. Закон Ома для участка цепи (Ерюткин Е.С.)

Основные электротехнические формулы. Закон Ома. Электрическая мощность :. Напомним, что любой сигнал, может быть с любой точностью разложен в ряд Фурье, то есть в предположении, что параметры сети частотнонезависимы — данная формулировка применима ко всем гармоникам любого сигнала. Поиск по сайту TehTab. Техническая информация Раздел.

Зако́н О́ма — эмпирический физический закон, определяющий связь электродвижущей внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом. . В таком случае потери мощности будут определяться выражением в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических.

Как рассчитать амперы

Добавил по просьбам, однако знайте, что объяснять законы доступно я не умею Первоисточник в комментариях. Дубликаты не найдены. Все комментарии Автора. Давай запиливай свой следующий пост. У всех уже паяльники нагреты. Извиняюсь Были проблемы с интернетом, теперь все ок. Готовлю материал. Прошло дней, но нам все еще интересно, куда вы пропали. Мне жаль, я в армии.. Приду в июле, и продолжу.

Полезные товары

Все источники питания рассчитаны на предельную нагрузку на определенную мощность. По сути любой источник энергии имеет определенное напряжение на выходе, а так же определенную допустимую силу тока. При превышении максимальной силы тока мощности источник питания может сгореть. Подключив еще одно сопротивление параллельно к источнику питания через цепь будет протекать ток в 1,5 раза больше допустимого. При такой нагрузке в источнике питания скорее всего сгорит предохранитель, возможно такой источник питания даже сгорит сам в условиях перегрузки.

У вас уже есть абонемент?

Расчет тока по мощности, онлайн калькулятор

В этом случае поток воды, падающий сверху вниз, несет с собой определенное количество энергии. Точно так же и электрический ток, протекая по цепи от высшего потенциала к низшему, совершает работу. Мощность электрического тока это количество работы, совершаемой за одну секунду времени, или скорость совершения работы. Количество электричества, проходящего через поперечное сечение цепи в течение одной секунды, есть не что иное, как сила тока в цепи. Если обозначить мощность электрического тока буквой P, то приведенное выше правило можно записать в виде формулы. Требуется определить, какая мощность электрического тока необходима для накала нити радиолампы, если напряжение накала равно 4 в, а ток накала 75 мА.

Закона Ома и применение его на практике

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Установлен Георгом Омом в году опубликован в году и назван в его честь. В своей работе [1] Ом записал закон в следующем виде:. Часто [2] выражение. Таким образом, электродвижущая сила в замкнутой цепи, по которой течёт ток в соответствии с 2 и 3 равняется:. То есть сумма падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока и на внешней цепи равна ЭДС источника. В таком случае оно всегда меньше ЭДС. Но математически корректное утверждение о том, что сопротивление проводника растёт прямо пропорционально приложенному к нему напряжению и обратно пропорционально пропускаемому через него току, физически ложно.

Мощность электрического тока это количество работы, совершаемой за Например, при 2,5 В падения напряжения на реостате сопротивлением в 5.

Закон Ома для участка цепи. Определение, формула расчета, калькулятор. Сопротивление через мощность

Ом выполнил большую серию экспериментов, которые показали связь между приложенным напряжением и током, протекающим через проводник. Этот закон является эмпирическим, то есть основанный на опыте. Закон Ома для участка цепи гласит, что электрический ток в проводнике прямо пропорционален разности потенциалов в нем и обратно пропорционален его сопротивлению.

Электрическое сопротивление

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №1. Напряжение и ток. В чем разница?

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением резистором также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления. Сопротивление часто обозначается буквой R или r считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как.

Сила тока на участке цепи равна корню из мощности тока разделенной на сопротивление.

От чего зависит сопротивление

В природе существует два основных вида материалов, проводящие ток и не проводящие диэлектрики. Отличаются эти материалы наличием условий для перемещения в них электрического тока электронов. Из токопроводящих материалов медь, алюминий, графит, и многие другие , делают электрические проводники, в них электроны не связаны и могут свободно перемещаться. В диэлектриках электроны привязаны к атомам намертво, поэтому ток в них течь не может. Из них делают изоляцию для проводов, детали электроприборов.

Электричество само по себе невидимо, хотя от этого его опасность ничуть не меньше. Даже наоборот: как раз потому и опаснее. Ведь если бы мы его видели, как видим, например, воду, льющуюся из крана, то наверняка бы избежали множества неприятностей. Вот она, водопроводная труба, и вот закрытый кран.

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2. 1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3.2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4. 1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5.3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5. 5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Напряжение

В. Почему кабели рассчитаны на ток, а не на мощность?

Кабели также рассчитаны на мощность, но несколько косвенно. Они имеют заявленный тепловой предел , а также максимальное рабочее напряжение (прочность изоляции). Тем не менее, обычно удобнее думать об их возможностях обработки тока, поскольку их основная цель состоит именно в этом: перемещать ток.

Вы получаете номинальный ток кабеля по единичному сопротивлению провода и его максимально допустимому значению повышение температуры . Это устанавливает базовый предел тока для данной температуры окружающей среды и окружающей среды (подробнее об этом чуть позже, в разделе Снижение номинальных характеристик .)

нагреваются настолько, что сгорают или плавятся. Провода с более высокими температурными характеристиками также могут нести больший ток. Так же могут провода с лучшим охлаждением отводить тепло.

Учитывая сложность выяснения всего этого, для силовых кабелей они разработали эти ограничения для вас и называют это сила тока , выдуманное электриком слово, представляющее собой, как вы уже догадались, ампер + емкость, которое определяет безопасное обращение с кабелями по току в различных средах и температурах окружающей среды. Умножьте это значение силы тока на максимальное номинальное напряжение, и вы получите предельную безопасную мощность кабеля для данной среды. Ниже приведен пример таблицы допустимых токов под номером Derating .

С другой стороны, мощность резисторов определяется напрямую, опять же исходя из их допустимого максимального теплового повышения. Будучи резисторами, они, конечно, имеют заявленное сопротивление; их допустимый ток изменяется обратно пропорционально квадратному корню сопротивления.

Напомним, что \$ I_{max} = \sqrt{\frac{W_{max}}{R}} = \frac{\sqrt{W_{max}}}{\sqrt{R}} \$

Примеры:

• Резистор номиналом 1 Ом, 1 Вт можно безопасно переносить 1 А
• Резистор 100 Ом, 1 Вт может нести только 0,1 А

Возможно, вы этого не заметили, но резисторы также рассчитаны на напряжение. Физически маленькие резисторы (например, SMD 0402) имеют удивительно низкое номинальное напряжение. Это играет важную роль при разработке автономной или высоковольтной электроники.

Снижение номинальных характеристик

Наконец, есть еще одна концепция, которая применяется как к резисторам, так и к проводам, называемая снижение номинальных характеристик . Проще говоря, снижение номинальных характеристик означает, что при более высокой температуре окружающей среды и/или менее благоприятном охлаждении допустимое рассеивание мощности (то есть повышение температуры) должно быть уменьшено, чтобы сохранить элемент схемы в безопасных тепловых пределах.

Кабели, используемые для силовой проводки, используют таблицы допустимой нагрузки для определения снижения номинальных характеристик. Они используют не только температуру окружающей среды, но также тип провода и окружающую среду кабеля (например, открытый воздух, кабелепровод или воздуховод), чтобы определить безопасный ток для этого кабеля.

Пример таблицы токов со снижением номинальных характеристик:

Отсюда: https://www. ecmag.com/section/codes-standards/sizing-conductors-0

Резисторы указывают максимальную температуру окружающей среды с предполагаемой окружающей средой, с линейным снижением номинальных характеристик выше максимального предела окружающей среды, установленного для устройства.

Снижение номинальных характеристик резистора Пример:

Отсюда: https://eepower.com/resistor-guide/resistor-fundamentals/power-rating/

Почему в последовательной цепи напряжение падает, а ток остается прежним?

Ответ не помещается в комментариях, поэтому публикуется новый ответ.

Электрический ток – это скорость потока заряда, вызванная разностью потенциалов (напряжением).

Поток заряда означает, что электроны (или дырки) должны двигаться. Здесь электроны будут двигаться под действием внешней силы, создаваемой электрическим полем.

Следовательно, понимание того, как изменяется электрическое поле внутри цепи, поможет нам понять, почему ток в последовательной цепи постоянен.

Напомним некоторые моменты, которые будут очень полезны в нашем анализе сейчас:

В конце ответа я объяснил, почему приведенные ниже пункты верны. Вы можете проверить, хотите ли вы освежить память

Электрическое поле:

1. Электрическое поле является бесконтактной силой. Неуравновешенные силы заставляют объекты ускоряться в направлении неуравновешенной силы, а баланс сил заставляет объекты оставаться в равновесии. [Равновесие и стационарное состояние различаются]

2. Закон Кулона гласит, что электрическая сила между двумя заряженными объектами равна а. Прямо пропорциональна произведению количества зарядов на объекты и б. Обратно пропорциональна квадрату расстояния между двумя объектами

    с. F = [К (Q1)(Q2)]/d2
      д. Напряженность электрического поля E = (K (Q1))/d2………F = E (Q2)
    

Поверхностный заряд:

1. Если проводник приобрел избыточный заряд, то избыточный заряд быстро распространяется только по поверхности проводника, а не где-либо. Любой избыточный заряд будет находиться на поверхности проводника.

Скорость дрейфа:

1. Средняя скорость электрона в старт-стопном движении (из-за столкновений с атомным ядром) называется скоростью «дрейфа» v, и мы говорим, что электрон «дрейфует» в металле .
2. Так что всякий раз, когда мы говорим о скорости дрейфа, учитываются столкновения.
3. Скорость дрейфа электронов очень-очень низкая, в то время как электрическое поле распространяется очень-очень быстро (я думаю, что речь идет о скорости света)

Ток:

1. Обычный ток — это количество заряда (в кулонах), проходящего через эту точку в секунду.

n- Количество отверстий, q – заряд дырок, А — площадь поперечного сечения, v – скорость дрейфа (v= u E), у – подвижность, E- напряженность электрического поля.

2. Ток электронов:

1. Скорость i, с которой электроны проходят сечение провода:

2. i = nA v = n A (u E)

3. v — скорость дрейфа (v= u E),

4. n — плотность подвижных электронов (количество подвижных электронов в единице объема),

5. А — площадь поперечного сечения провода, а

6. v — средняя дрейфовая скорость электронов. В единицах СИ единицами i являются электроны в секунду.

Ответ: Почему в последовательной цепи ток везде одинаков.

Сценарий 1: Подключите аккумулятор и провод, как показано на рисунке.

После подключения цепи, до достижения устойчивого состояния, происходит следующее:

1. Как только мы подключаем цепь, батарея создает электрическое поле, как показано на рисунке изображение выше)

2. Электроны (на отрицательной клемме батареи) начинают покидать отрицательную пластину и двигаться по проводу к положительной пластине [так избыточные носители заряда попадают в проводник].

3. Избыточный заряд находится только на поверхности проводника [пояснение почему дано в конце ответа].

4. В точках, отмеченных 1,2,3,4 и 5, первоначально направление электрического поля показано ниже (обратите внимание, что точка 5 дальше, чем 4, 4 дальше, чем 3………. Это означает, что согласно закону Кулона расположение 5 имеет меньшую напряженность поля по сравнению с 4, а напряженность поля в точке 4 меньше, чем в месте 3) Напряженность поля соответственно представлена ​​длиной стрелки.

5. Обратите внимание на правый изгиб, в точке 3 большая напряженность поля означает большее воздействие на носители заряда, чем в точке 4.

6. Носители заряда толкаются в направлении поля (поскольку поле прикладывает силу)

7. Любая неуравновешенная сила заставляет объект ускоряться в направлении неуравновешенной силы.

8. Следовательно, избыточный заряд начинает медленно накапливаться на правом изгибе, так как к точке 3 прикладывается больше силы, чем к точке 4. Мы обозначим соответствующие поля как E3 и E4 [E3 > E4]

а. Сначала на правом конце накапливается несколько носителей заряда.

б. Но любые заряженные частицы могут в свою очередь создавать электрическое поле. Следовательно, существует электрическое поле из-за накопления поверхностного заряда.

в. Словно заряды отталкиваются.

д. Направление этого электрического поля будет противоположным (если не прямо противоположным, компоненты вектора x или y также могут действовать противоположно E3) уже существующей силе (которая создает накопление заряда), потому что чем больше заряда носители смещаются к одному месту, что означает, что концентрация носителей заряда выше, чем в окружающих местах [электрическое поле от + до -]. Мы назовем это новое поле как Eoppto3 9.0007

эл. Теперь у нас есть два поля, действующих друг против друга E3 и Eoppto3.

ф. Таким образом, напряженность поля E3 уменьшается из-за этого.

г. Что теперь происходит с накоплением поверхностного заряда? ……. Началось накопление поверхностного заряда потому что E3 > E4 ….. …Теперь, после того, как E3 уменьшено из-за Eoppto3, E3 немного меньше чем предыдущий E3, но все же больше, чем E4, следовательно, накапливается больше поверхностного заряда продолжается.

ч. Снова процесс от b до e повторяется.

9.
а. В каждом эпизоде ​​накопления поверхностного заряда, если Е3 все еще больше, чем Е4, поверхность накопление заряда продолжается…….. Вот так в какой-то момент E3 будет равно E4… E3 = Е4.

б. Это означает отсутствие неуравновешенных сил для ускорения носителей заряда… означает поверхностный заряд наращивание прекращается, когда E3 = E4.

10. Не только в этом месте, Во всей цепи этот процесс продолжается, и, наконец, когда все электрические поля становятся равными (однородными), накопление этого поверхностного заряда прекращается (если все электрические поля равны, больше нет неуравновешивающих сил для ускорять носители заряда).

Стабильное состояние:

11. Следовательно, в установившемся режиме в этой конкретной цепи электрическое поле однородно по всему проводу. (в любой точке, если электрическое поле неоднородно, поверхностный заряд накапливается и делает электрическое поле однородным)

Так почему же ток в этой цепи везде одинаков?

Для проводника из определенного металла количество подвижных носителей заряда, подвижность (u), площадь поперечного сечения, как мы приняли, постоянны, тогда единственным изменяющимся фактором является электрическое поле.

Благодаря механизму накопления поверхностного заряда электрическое поле также становится однородным. Значит толкающая сила на носители заряда везде постоянна. Следовательно, ток везде одинаков.

Избыточные носители заряда накапливаются только на поверхности. В проводнике так много свободных электронов, что под однородным электрическим полем они начинают двигаться. Следовательно, эти свободные электроны вносят вклад в ток.

Избыточные электроны находятся на поверхности и из-за них; сохраняется однородное электрическое поле (в этой цепи без резистора).

Аккумулятор пытается поддерживать одинаковую разность потенциалов на своих клеммах, поэтому накопление поверхностного заряда также остается неизменным, пока работает аккумулятор. И пока эта настройка остается неизменной, ток везде одинаков.

Сценарий 2: Батарея, (толстый) провод и резистор (как тонкий провод) из одного материала:

Как только мы сначала подключаем батарею к цепи до достижения устойчивого состояния, происходит следующее:

1. Первоначально электрическое поле в толстом проводе и тонком резисторе ( упоминается только нижняя часть цепи ) может быть примерно одинаковым (Не совсем равные, но примерно такие же, потому что, обратите внимание на изображение выше, как линии электрического поля почти имеют круглую форму (не совсем, конечно), и можно заметить, что напряженность электрического поля (длина векторов) примерно такая же там

2. Избыточные носители заряда (при подключении к аккумулятору электроны начинают покидать отрицательную клемму, проходят через провод, входят в положительную клемму, таким образом, избыточные носители заряда попадают в провод) начинают двигаться из-за изначально установившегося поля.

3. Итак, теперь носители заряда должны проходить через толстый провод, входить в тонкий резистор и затем выходить в толстый провод.

4. Количество носителей заряда в секунду, пытающихся войти в резистор, велико, тогда как количество носителей заряда в секунду, проходящих через тонкий резистор, мало.

5. Таким образом, избыточные носители заряда скапливаются на входе резистора.

6. Из-за нагромождения зарядов на входе резистора создается дефицит на выходе резистора

7. Обратите внимание на этот момент, он будет полезен для определения момента прекращения нагромождения:

а. Так почему же начался пайл-ап? …… Потому что большое количество носителей заряда в секунду входит в резистор и только небольшое количество носителей заряда в секунду может выйти. . . . почему?…. из-за разницы площадей поперечного сечения [нагромождение = входящие носители заряда в секунду> выходящие носители заряда в секунду]

б. На данный момент в нашем анализе все еще поверхностный заряд находится только в начале стадии накопления, и, следовательно, электрическое поле примерно одинаково в толстых и тонких проводах и, следовательно, одинаковая скорость дрейфа в обоих участках провода… вот почему большое количество носителей заряда в секунду пытаются войти в резистор, и только небольшое их количество может выйти.

8. Таким образом, избыточный заряд перемещается на поверхность и начинается накопление поверхностных зарядов.

9. Накопление заряда на входе и недостаток заряда на выходе..….Обратите внимание на характер электрического поля из-за накопления? ……… так что внутри резистора создается электрическое поле, имеющее направление от входа резистора к месту выхода.

10. Поверхностный носитель заряда, сваленный у входа,

а. отталкивает входящие носители заряда (означает, что скорость этих входящих носителей заряда уменьшается)

b. Они также отталкивают уходящие носители заряда от резистора, в результате чего их скорость увеличивается.

в. Здесь обратите внимание, что по мере накопления поверхностного заряда напряженность электрического поля также постепенно увеличивается. … это, в свою очередь, увеличивает напряженность электрического поля, создаваемого этими поверхностными носителями заряда. И этот процесс повторяется до тех пор, пока не прекратится нагромождение.

Когда все входящие носители заряда в секунду, входящие в резисторы, могут покидать резистор с той же скоростью, накопление прекращается.

а. Как это достигается?

б. Носители заряда движутся с определенной скоростью до входа в резистор

c. На входе за счет накопления поверхностного заряда увеличивается напряженность поля в резисторе

d. Когда носители заряда входят в резистор, скорость носителей заряда увеличивается (поскольку напряженность поля здесь больше) и да, скорость носителей заряда увеличивается внутри резистора.

эл. Таким образом, любое большое количество носителей заряда в секунду, поступающих из толстого провода, может покинуть тонкий резистор из-за увеличения скорости дрейфа ……. после того, как носители заряда покидают резистор, электрическое поле в толстых проводах мало, поэтому скорость уменьшается по мере увеличения скорости дрейфа. толстые провода имеют большую площадь поперечного сечения. Так что только внутри резистора величина электрического поля велика. В толстых проводах он мал на обоих концах резистора.

Обратите внимание, что скорость потока заряда стала одинаковой в толстом и тонком проводах из-за этой разницы в скорости (если бы она не была одинаковой, поверхностный заряд накапливался бы.. Только когда эта скорость становится одинаковой, накопление поверхностного заряда прекращается, и это создает наша необходимая картина электрического поля для достижения того же тока)

(помните, что скорость дрейфа учитывает столкновения, поэтому сомнения в том, что скорость может снизиться из-за столкновений, можно избежать)

f. Следовательно, эта разница в скорости в толстом и тонком проводах делает ток равным как в проводе, так и в резисторе.

13. Электрическое поле имеет одинаковую большую величину по всему резистору и одинаковую малую величину по толстым проводам (однородная величина достигается, как описано в сценарии 1)

Примечание: Дрейфовая скорость (а она рассчитывается с учетом всех столкновений) электронов зависит от электрического поля. Почему это зависит от электрического поля… Электрическое поле – это бесконтактная сила… Под действием внешней силы объект движется. Таким образом, с увеличением напряженности поля скорость дрейфа увеличивается. Поскольку поле — это сила… чем больше поле, тем больше сила.

Что касается падения напряжения:

1. Что такое электрический потенциал ….. это электрическая потенциальная энергия на единицу заряда.

2. Что такое разность электрических потенциалов [напряжение] = изменение потенциальной энергии / заряд

3. Что такое изменение потенциальной энергии?

а. Работа, совершаемая над зарядом, изменяет его потенциальную энергию на большее значение; а количество выполненной работы равно изменению потенциальной энергии

4. Итак, напряжение (разность электрических потенциалов) = работа/заряд = изменение потенциальной энергии/заряд. Следовательно, при расчете напряжения мы учитываем работу, совершаемую над зарядами.

5. Электрическое поле имеет места с высоким и низким потенциалом.

6. Судя по стрелкам поля, он начинается с высокого потенциала и достигает низкого потенциала.

7. Всякий раз, когда носители заряда перемещаются в электрическом поле (не против… движение против электрического поля требует внешней силы, что увеличивает потенциальную энергию) из мест с высоким потенциалом в места с низким потенциалом, они теряют потенциальную энергию.

8. Сохранение энергии означает преобразование потенциальной энергии в тепло, свет и т. д. в цепи.

9. Обратите внимание на последнее изображение, что в резисторе напряженность электрического поля выше, чем в проводах, из-за накопления поверхностного заряда. Следовательно, здесь теряется больше потенциальной энергии. (и преобразуется в другие формы … если нагрузка представляет собой лампочку, она преобразуется в тепло, свет и т. д.)

Сценарий 3: : Резистор с той же площадью поперечного сечения и меньшей подвижностью (из-за того, что резистор изготовлен из другого материала, чем провода) также может быть проверен по сценарию 2.

Поверхностные заряды накапливаются на поверхности резистора, увеличивается электрическое поле и выполняется та же процедура, что и в сценарии 2.

---

Поверхностный заряд:

1. Если проводник приобрел избыточный заряд, то избыточный заряд быстро распределяется только по поверхности проводника и больше нигде.

2. Проводник изначально нейтрален, количество электронов равно количеству протонов. Хотя блуждающие электроны сильно отталкиваются друг от друга, это отталкивание между электронами в среднем нейтрализуется притяжением, создаваемым положительными атомными остовами

3. Когда накапливаются избыточные электроны, [одинаковые заряды отталкиваются], поэтому избыточные электроны хотят минимизировать силы отталкивания.

4. Согласно закону Кулона, по мере увеличения расстояния сила уменьшается, поэтому они захотят пройти как можно дальше. Следовательно, избыточный заряд будет находиться на поверхности проводника.

5. Движение влево или вправо в проводнике не помогает минимизировать силы отталкивания, поскольку они отталкиваются от других электронов, находящихся внутри проводника.

Электростатическое поле внутри проводника здесь на изображении равно нулю.

Скорость дрейфа:

1. Подвижный электрон в металле под действием электрического поля внутри металла ускоряется и набирает энергию, но затем теряет эту энергию, сталкиваясь с решеткой атомных ядер, который колеблется из-за собственной тепловой энергии и приобретает дополнительную тепловую энергию из-за столкновений электронов с решеткой. После столкновения электрон снова получает ускорение и снова сталкивается.

2. Средняя скорость электрона в этом начальном и остановочном движении называется скоростью «дрейфа» v, и мы говорим, что электрон «дрейфует» в металле.