ทำไมวงจรจึงพิจารณาว่าเป็นลูป

ดังนั้นฉันรู้ว่าเมื่อคุณพูดถึงบางสิ่งบางอย่างเช่นวงจรที่มีแบตเตอรี่วงจรก็ดูคล้ายกับห่วง แต่นั่นเป็นเพียงเพราะความจริงที่ว่าแหล่งจ่ายไฟอยู่ใกล้กับเอาท์พุท

อย่างไรก็ตามนี่ไม่จำเป็นต้องเป็นอย่างนั้นใช่ไหม แบตเตอรี่มีอยู่ในตัวเองเพราะสะดวก แต่คุณสามารถระบายแหล่งพลังงานได้โดยเชื่อมต่อกับจุดปลายทางที่ชาร์จประจุบวกใด ๆ หากฉันเข้าใจถูกต้อง

วงจรจึงถือว่าเป็นห่วงเพราะสะดวกที่จะคิดอย่างนั้น? ในขณะที่แม่น้ำไม่สามารถไหลเป็นวงกลมไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เพราะมันจะไหลออกไปยังศูนย์ที่มีศักยภาพสุทธิดังนั้นจึงไม่มีการเคลื่อนไหว!

วงจรส่วนใหญ่ถือว่าเป็นลูปเนื่องจากประจุในวัสดุนำไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะทำให้ความแตกต่างของประจุไฟฟ้าสถิตค่อนข้างเท่ากันอย่างรวดเร็ว ยกตัวอย่างเช่นลวด / เหล็กลวดยาว สมมติว่าคุณสามารถเพิ่มอิเล็กตรอนลงในอีกด้านหนึ่งของมัน ในตอนแรกคุณเริ่มต้นด้วย 0 อิเล็กตรอน เมื่อคุณเพิ่มอิเล็กตรอนตัวแรกมันจะไม่มีอะไรรอบ ๆ เมื่อคุณเพิ่มอิเล็กตรอนตัวที่สองมันจะผลักอิเล็กตรอนตัวแรกออกไปให้ไกลที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อสร้างสมดุลประจุในแกน การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนแรกนี้เป็นกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กและการเคลื่อนที่นั้นสามารถนำมาใช้เพื่อแยกงานออกมา (เพราะมันทำงานเพื่อเพิ่มอิเล็กตรอนตัวที่สองเข้าสู่ระบบ การเพิ่มอิเล็กตรอนตัวที่สามจะผลักอิเล็กตรอนตัวที่สองไปตรงกลาง อิเล็กตรอนตัวที่สอง ' การเคลื่อนไหวเป็นครึ่งหนึ่งของครั้งแรกดังนั้นคุณสามารถแยกปริมาณงานออกได้ครึ่งหนึ่งเท่านั้น อิเล็กตรอนตัวแรกอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งและไม่ได้เคลื่อนที่มาถึงจุดนี้ หากคุณเพิ่มอิเล็กตรอนเข้าไปในแกนที่ปลายด้านหนึ่งการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอื่นจะน้อยลงเรื่อย ๆ ในไม่ช้าคุณจะมีโวลต์นับพันและไม่สามารถสกัดงานใด ๆ ออกได้เพราะไม่มีอิเล็กตรอนไปเลย

แต่ถ้าเราเอาอิเล็กตรอนออกจากด้านหนึ่งแล้วเพิ่มเข้าไปอีกด้านหนึ่งล่ะ ทีนี้อิเล็กตรอนทุกตัวที่คุณทำเช่นนี้จะทำให้อิเล็กตรอนตัวอื่น ๆ ตอบสนองในทิศทางเดียวในปริมาณเท่ากัน ตอนนี้คุณสามารถแยกจำนวนงานออกจากระบบสำหรับอิเล็กตรอนแต่ละตัวที่คุณเคลื่อนที่ แต่คุณทำอะไรลงไป คุณได้สร้างวงด้วยมือของคุณในการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนเดี่ยวในแต่ละครั้ง นี่คือเหตุผลที่วงจรส่วนใหญ่ใช้การวนซ้ำ มีบางสิ่งที่ผลักอิเล็กตรอนไปในทิศทางเดียว (หรืออาจทั้งคู่) ในกรณีของคุณมันเป็นแบตเตอรี่ แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและวิธีอื่น ๆ สามารถใช้ในการ "ปั๊ม" อิเล็กตรอนเพื่อแยกงานออกจากที่อื่น

คุณสามารถคิดว่าแบตเตอรี่เป็นปั๊มอิเล็กตรอนมันจะเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนจากขั้วบวกไปยังขั้วลบเพื่อรักษา 'แรงดันไฟฟ้า' ไว้ (นั่นคือสิ่งที่ผู้ชายยุคแรก ๆ เรียกว่าความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นในหนังสือเก่าบางเล่ม) ไม่ใช่โมเดลที่แย่)

ในการทำให้สิ่งนี้เป็นประโยชน์จริง ๆ คุณต้องเตรียมทางให้อิเล็กตรอนไหลที่เกิดขึ้นเมื่อใช้อิเลกตรอนที่กำลังเคลื่อนที่เพื่อทำงานที่น่าสนใจ [1] นี่อาจเป็นการทำให้เส้นลวดบาง ๆ ร้อนขึ้นเพื่อให้แสงหรือให้พลังงานปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าอื่น ๆ เพื่อชาร์จแบตเตอรี่อีกก้อนหรือสร้างสนามแม่เหล็กในมอเตอร์หรืออะไรก็ตาม พา ธ นี้จะต้องเป็นลูปอย่างชัดเจนหากคุณต้องการให้ระบบทำงานได้มากกว่าเวลาสั้น ๆ (คิดว่าเป็นนาโนวินาที)

โปรดทราบว่าไม่มีจุดใดที่มีการกล่าวถึงพื้นดินหรือแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกวัดเทียบกับจุดใด ๆ ในการกระทำของคุณและแรงดันไฟฟ้านั้นจะทำสิ่งที่มีประโยชน์จะต้องมีห่วงสำหรับกระแสไหล [2]

กราวด์เป็นหนึ่งในคำที่อึจริง ๆ ที่หมายถึงสิ่งต่าง ๆ อย่างน้อย 3 อย่างในทางที่ขึ้นกับบริบทสูง

[1] อิเล็กตรอนในตัวนำทองแดงที่กระแสใด ๆ ที่คุณต้องการเล่นโดยเฉลี่ยเคลื่อนที่ช้ามากคิดน้อยกว่ามิลลิเมตรต่อวินาที แต่ลวดก็เหมือนหลอดที่เต็มไปด้วยลูกปืนคุณก็กดทีละอัน ในตอนท้ายหนึ่งจะโผล่ออกมาอีกไกลเร็วขึ้นแล้วลูกบอลใด ๆ ที่เคลื่อนลงท่อ

[2] ใช่ฉันรู้ประตูหน่วยความจำแฟลชเลนส์ไฟฟ้าสถิตเครื่องพิมพ์เลเซอร์ข้อยกเว้นเล็กน้อยทุกประเภท แต่ม้วนไปด้วยตอนนี้

ขอโทษค่ะ แบตเตอรี่หรือแหล่งจ่ายไฟใด ๆ จะต้องยังคงเป็นกลางทางไฟฟ้า กองกำลังการกู้คืนสำหรับประจุที่แยกออกมานั้นมีขนาดใหญ่มากและการแยกประจุในระดับวงจรอย่างถาวรนั้นจะไม่เกิดขึ้น หมายความว่าหากกระแสไหลออกจากเทอร์มินัลหนึ่งจะต้องไหลผ่านเทอร์มินัลอื่น เกี่ยวกับสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดคุณจะได้รับข้อยกเว้นคือไมโครโฟนอิเล็กเตรตซึ่งมีค่าใช้จ่ายที่แยกจากกันอย่างถาวร - ไม่มากนัก

วงจรจะต้องเป็นวง เมื่อวงถูกปิดกระแสจะไหลผ่านโหลด เมื่อลูปเปิดวงจรจะปิด

บางทีคุณสามารถสันนิษฐานได้ว่าแรงดันไฟฟ้าเป็น "แรง" ซึ่งผลักดันประจุให้ไหลในลูป กระแสคือการไหลตามหน่วยของเวลา

หากไม่มีลูปก็จะไม่มีกระแส

... แต่คุณสามารถระบายแหล่งพลังงานโดยเชื่อมต่อกับปลายทางที่ชาร์จประจุบวกถ้าฉันเข้าใจถูกต้อง

ดูเลขที่การอนุรักษ์พลังงานและการอนุรักษ์ชาร์จ หากเราระบายประจุออกจากจุดที่มีโอกาสเป็นบวกประจุจะต้องผ่านจุดอ้างอิง (ขั้วบวกของ baterry, GND ฯลฯ ) เช่นกระแสในวงปิด

ฉันเชื่อว่ามีคำตอบทั่วไปมากขึ้นและเราควรคิดถึงกระแสไฟฟ้าไม่ใช่แรงดันไฟฟ้า

ทุกวงจรต้องปฏิบัติตามกฎของเคอร์ชอฟ - ก่อตั้งขึ้นบนสมการพื้นฐานของแมกซ์เวลล์ซึ่งอธิบายว่ากระแสไหลในสื่อใด ๆ

หากโหนดไม่ได้เชื่อมต่อ (ผ่านสื่อใด ๆ ที่ความถี่ใด ๆ ) ก็จะไม่สามารถเป็นส่วนหนึ่งของวงจรได้ ตรงกันข้ามโหนดใด ๆ ที่เชื่อมต่อด้วยวิธีใดก็ตามเป็นส่วนหนึ่งของวงจร

กฎของเคิร์ชอฟฟ์สามารถเขียนประโยคได้ง่ายๆว่า "ผลรวมของกระแสในวงจรใด ๆ เป็นศูนย์" กล่าวคือสำหรับการออกจากปัจจุบันทุกครั้ง (ในกรณีนี้เราจะเรียกสิ่งนี้ว่ากระแสบวก) จากโหนดเป็นผลรวม combinatorial ของกระแสที่เหมือนกัน ต้องป้อนโหนดเดียวกัน

ถ้าคุณนำสิ่งนี้ไปสู่ข้อสรุปเชิงตรรกะโหนดทั้งหมดจะต้องเชื่อมต่อในหนึ่งลูปขึ้นไปเพื่อให้ผลรวมในวงจรเป็นศูนย์ เชิงลบและเชิงบวกทั้งหมดจะต้องยกเลิกอย่างแน่นอน

คุณมีสิทธิ์บางส่วนในการที่อิเล็กตรอนจะย้ายจากที่มีศักยภาพไปยังที่มีศักยภาพสูงขึ้น ดังนั้นคุณอาจคิดว่าถ้าฉันมีแรงดันไฟฟ้าที่จุดหนึ่งในอวกาศAโดยมีสายไฟวิ่งไปยังจุดอื่นในอวกาศBอิเล็กตรอนจะไหลผ่านลวด

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

อย่างไรก็ตามแรงดันไฟฟ้าในตัวของมันเองไม่มีความหมายอะไรเลย แรงดันไฟฟ้าคือความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุด

^{จำลองวงจรนี้}

นั่นคือคุณต้องมีจุดอ้างอิงทั่วไปเพื่อยืนยันแรงดันไฟฟ้าในตอนแรก ดังนั้นคุณจะจบลงด้วยการวนรอบมีความต้านทานไม่ว่าคุณจะชอบหรือไม่

อย่างไรก็ตามนั่นก็เป็นอีกจุดหนึ่ง ในวงจรด้านบนแม้ว่าจะไม่มีลวดอ้างอิง แต่ก็ยังมีความต้านทานระหว่างด้านลบของแหล่งจ่ายแรงดันอยู่บ้างแม้ว่าจะมีขนาดใหญ่มาก คุณมีลูปและกระแสเล็ก ๆ ไหลในสายแม้ว่ามันอาจจะเล็กเกินไปที่คุณจะวัดได้

นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่จะแยกความคิดของกระแสจากแนวคิดของการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอน ปัจจุบันเป็นตัวแทนนามธรรมในขณะที่การเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพ เราบอกว่ากระแสวนซ้ำผ่านแบตเตอรี่หรือตัวเก็บประจุ แต่ในความเป็นจริงแล้วอิเล็กตรอนไม่ได้ทำ แต่อิเล็กตรอนจำนวนเท่ากันออกจากพวกมันไปทางด้านอื่น ความแตกต่างนั้นบอบบาง แต่สำคัญ

กระแสไฟฟ้าคือการไหลของตัวพาประจุไฟฟ้าซึ่งโดยปกติแล้วอิเล็กตรอนหรืออะตอมที่ขาดอิเล็กตรอน

ถ้าเราใช้แบตเตอรี่: การไหลของกระแสในวงปิดที่เป็นกระแสไฟฟ้า

แต่บางคนบอกฉันว่าตกลง แต่จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณสัมผัสกับแหล่งที่มาที่เป็นเวย์เมื่อเราถูก chocked

คำตอบนั้นง่ายมากคนทำวงปิดกับโลกเพื่อให้อิเล็กตรอนไหลภายในร่างกายของเขา แต่นกไม่ตกใจเพราะมันไม่ได้ทำให้เกิดวงปิด

วงจรที่มีแบตเตอรี่ ... ดูคล้ายกับวงวน

มันเป็นวง อิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเรียกสั้น ๆ

บางทีคุณอาจเข้าใจผิดว่าแบตเตอรี่ "ประจุไฟ" หรือว่ากระแสไฟฟ้าผ่านอิเล็กโทรไลต์เป็นศูนย์แอมป์? ไม่ไม่ทำงานเช่นนั้น แบตเตอรี่มีพฤติกรรมเหมือนไฟฟ้าลัดวงจรความต้านทานภายในต่ำมากและวงจรที่เรียบง่ายพร้อมแบตเตอรี่เป็นวงปิด

แบตเตอรี่ไม่ได้จ่ายประจุให้กับวงจร ประจุที่มาจากทองแดงนั้นมาจากทะเลอิเล็กตรอนของโลหะ