^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ครูฟิสิกส์ของฉันบอกว่ากระแสไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานคือ 4A เพราะแบตเตอรี่แต่ละก้อนมีกระแส 2A ถ้าต่อเข้ากับตัวต้านทานด้วยตนเองและพวกมันทั้งคู่มีกระแส 2A ผ่านดังนั้นตัวต้านทานมีทั้งหมด 4A เพราะ กฎการแยก (นี่คือคำอธิบายที่เธอให้เมื่อฉันถามเธอว่าทำไมกระแสรวมไม่ใช่ 2A) แต่นั่นไม่เป็นความจริงเพราะกระแสผ่านตัวต้านทานคือ 2A เมื่อแรงดันไฟฟ้าเป็น 80 (แบตเตอรี่เหล่านี้เป็นแบบขนาน) มีแบตเตอรี่ 1A ผ่านแต่ละก้อน ฉันจะอธิบายได้อย่างไรว่าตรรกะของเธอไม่ทำงานเนื่องจากปัจจุบันไม่เพิ่มเป็นสองเท่าเมื่อคุณเพิ่มแบตเตอรี่อื่น

แก้ไข: เธอตอบฉันเมื่อฉันถามเกี่ยวกับกฎของโอห์ม: แบตเตอรี่แต่ละก้อนมีกระแส 2A ด้วยตัวเองดังนั้นพวกเขาจึงรวมกันเพราะเห็นได้ชัดว่าคุณสามารถรักษาแต่ละวงแยกต่างหากดังนั้นจากกฎทางแยกกระแส 2A เข้าร่วมเป็น 4A .

ถามเธอว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทานคืออะไร

วิธีที่ 1

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

รูปที่ 1 การทดสอบภาคปฏิบัติอย่างง่าย

การทดลองกับวงจรของรูปที่ 1 จะแสดงให้เห็นว่าแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าแบบขนานจะไม่เปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้า คุณควรอ่านค่า 9 mA ด้วยแบตเตอรี่หนึ่งหรือสองตัวในวงจร

วิธีที่ 2

การทดลองทางความคิด:

^{จำลองวงจรนี้}

รูปที่ 2 กล่องแบตเตอรี่มีแบตเตอรี่สองก้อนและสวิตช์ซึ่งมองไม่เห็นตำแหน่ง

• แรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลคืออะไรที่สายออกจากกล่อง?
• มันเปลี่ยนไปไหมถ้าฉันปิดสวิตช์?
• กระแสคาดหวังของแรงดันไฟฟ้านั้นคืออะไร?

เขาพูดว่า

แบตเตอรี่แต่ละก้อนมีกระแส 2A หากเชื่อมต่อกับตัวต้านทานด้วยตนเองและดังนั้นพวกเขาทั้งสองจึงมีกระแส 2A ผ่าน

ขวา. วงจรทั้งสองมี 2A ผ่านพวกเขา

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ดังนั้นตัวต้านทานจึงมีทั้งหมด 4A เนื่องจากกฎการแยก

แต่ถ้าเรารวมวงจรด้านบนเข้าด้วยกันเราจะได้สิ่งนี้แทนวงจรดั้งเดิม

^{จำลองวงจรนี้}

ตัวต้านทานทั้งสองมี 2A คิดเป็น 4A ทั้งหมด

อัปเดต: แน่นอนคุณไม่สามารถใช้วงจรอิสระสองวงจรเชื่อมต่อกันในแบบที่คุณชอบและคาดหวังว่ามันจะทำงานเหมือนกันในภายหลัง แต่มันจะไม่เปลี่ยนแปลงอะไรเลยถ้าคุณเชื่อมต่อบางจุดที่มีศักยภาพเท่ากัน

ตอนนี้คำถามพื้นฐาน ความต้านทานต่อผลลัพธ์ของตัวต้านทานแบบขนาน R1 = 40Ωและ R2 = 40 parallel คืออะไร?

20Ωเพราะ$\dfrac{1}{\dfrac{1}{40}+\dfrac{1}{40}}=20$

ดังนั้นวงจรสมมูลจะค่อนข้าง

^{จำลองวงจรนี้}

คนอื่น ๆ ได้ชี้ให้เห็นอย่างมากถึงเหตุผลที่ผิดของครู ฉันต้องการพูดถึงส่วนอื่นของที่ซึ่งดูเหมือนว่าจะมีความสับสน

เราทุกคนเข้าใจแล้วว่ากระแสถึงตัวต้านทานคือ 2 A อย่างไรก็ตามมันไม่ถูกต้องในโลกแห่งความจริงที่จะบอกว่าแบตเตอรี่แต่ละก้อนจึงให้ 1 A ผลรวมของแบตเตอรี่สองก้อนคือ 2 A แต่ในทางปฏิบัติคุณสามารถ ' ไม่ถือว่าแบตเตอรี่มีการแบ่งปันกระแสเท่า ๆ กัน

แบตเตอรี่ค่อนข้างซับซ้อนทั้งทางไฟฟ้าและทางเคมีและในอดีตมีความสำคัญ ในโลกแห่งความเป็นจริงคุณไม่สามารถคิดว่าแบตเตอรี่สองก้อนเหมือนกัน

ในการประมาณครั้งแรกคุณสามารถคิดว่าแบตเตอรี่เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าแบบต่อเนื่องที่มีความต้านทาน แรงดันไฟฟ้าเป็นปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น มันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีที่แน่นอนซึ่งแตกต่างกันไปตามเวลาประวัติศาสตร์ที่ผ่านมาความต้องการในปัจจุบันและอุณหภูมิ

ความต้านทานแบบอนุกรมในชิ้นส่วนชิ้นส่วนว่าอิออนสามารถแพร่กระจายได้อย่างง่ายดายผ่านอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ แต่ยังรวมถึงความต้านทานของการเชื่อมต่อและแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญกับวิธีที่แบตเตอรี่หมด

แม้แต่การใช้แบตเตอรี่แบบง่าย ๆ นี้คุณก็มีวงจรนี้จริง ๆ :

ขึ้นอยู่กับค่าของ R1 และ R2 และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ภายในที่แน่นอนกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่หนึ่งก้อนเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่นอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

อย่างไรก็ตามกฎของโอห์มยังคงมีอยู่และกระแสที่ผ่านตัวต้านทานจะเป็นแรงดันที่หารด้วยความต้านทาน

ข้อผิดพลาดคือการใช้ทฤษฎีบทการทับซ้อนที่ผิดพลาด

วงจรไม่เป็นไปตามเกณฑ์สำหรับหลายแหล่งที่เป็นอิสระ การทดสอบกำลังลัดวงจรหนึ่งแหล่งจ่ายไฟเป็น 0V (ซึ่งมักจะทำในการแปลง) และตระหนักถึงการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าในหนึ่งจะต้องไม่ส่งผลกระทบต่อคนอื่น ๆ (เช่นแหล่งกำเนิดแรงดันที่แท้จริง 0 โอห์ม) จะเป็นอิสระ

บอกเธอว่า farts สมองไม่เป็นไร มันเกิดขึ้นกับสิ่งที่ดีที่สุดของเรา

$I=\frac{U}{R}=\frac{80}{40}=2\text{ A}$

$4 \text{ A}$

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เท่ากันมากขึ้นในแบบขนาน = แหล่งกำเนิดแรงดันเดียวกัน = กระแสเดียวกัน หากเธอไม่สามารถยอมรับได้ว่าเธอผายลมไปแล้วให้ถามเธอว่าวงจรเทียบเท่ากับแบตเตอรี่ที่อยู่ในอนุกรม (ซึ่งไม่ใช่)

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

เพียงแสดงให้เธอเห็นว่า หรือส่งเธอนี้การเชื่อมโยง

นี่คือวิธีที่หลักการซ้อนทับถูกนำไปใช้ผิด

เมื่อเราใช้วิธีการซ้อนทับเราจะพิจารณาแต่ละแหล่งพลังงานในวงจรแยกขณะที่ "ปิด" แหล่งพลังงานอื่น จากนั้นเราจะเพิ่มผลลัพธ์ "การปิด" แหล่งพลังงานอื่นหมายถึงการลดให้เหลือศูนย์: 0V สำหรับแหล่งจ่ายแรงดันและ 0A สำหรับแหล่งกระแส

ตอนนี้แหล่งกำเนิดแรงดัน (อุดมคติ) มีความต้านทานเป็นศูนย์ ดังนั้นเมื่อพวกเขาถูกปิดพวกเขาก็จะกลายเป็นสายสั้น ๆ : ลวดในอุดมคติ แหล่งกำเนิดกระแสอุดมคติมีความต้านทานไม่ จำกัด เมื่อปิดและสร้างกระแส 0A จะเปิดขึ้น

โดยสังเขป: แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้รับการพิจารณานั้นสั้น แหล่งที่มาปัจจุบันเปิด

ความผิดพลาดของครูคือการแทนที่แหล่งพลังงานที่แยกออกซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแรงดันด้วยวงจรเปิด: แท้จริงมันดึงออกมาจากแผนภาพวงจร นั่นถูกต้องสำหรับแหล่งปัจจุบันเท่านั้น

$\Omega$

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

Aha! ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นก็คือการกระทำส่วนใหญ่ในปัจจุบันไหลผ่านตัวแบ่งแรงดัน R2-R3 โหนดของวงจรระหว่าง R2 และ R3 นั้นอยู่ที่เกือบ 40V ดังนั้น R1 จึงเห็นกระแส 1A

แน่นอนว่าแรงดันไฟฟ้ากลางนั้นไวต่อค่า R2 และ R3 เท่ากันมากซึ่งไม่เหมือนจริง นี่ไม่ใช่ปัญหา.

$\text{m}\Omega$

(ในการสร้างแบบจำลองนี้ด้วยความสมจริงที่ยิ่งใหญ่กว่านั้นเราต้องรวมความต้านทานของแบตเตอรี่ภายในไว้นั่นคือเราไม่เปลี่ยนแบตเตอรี่ที่เราไม่ได้วิเคราะห์ด้วยไฟฟ้าลัดวงจร แต่มีความต้านทานภายใน)

เหตุใดการใช้เหตุผลของการแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบง่ายๆจึงเป็นเพราะค่า R2-R3 ขนาดเล็กทำให้ค่าR1 ใหญ่ล้น เราสามารถวาดวงจรการวิเคราะห์ดังนี้:

^{จำลองวงจรนี้}

เมื่ออิมพีแดนซ์ผ่านตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้ามีค่าน้อยกว่าประมาณยี่สิบเท่าของโหลด (กฎ 1:20) เราสามารถทำเป็นว่าโหลดไม่ได้อยู่ที่นั่นเมื่อคำนวณแรงดันจุดกึ่งกลาง นี่คือความแตกต่างมากมายหลายพันโดยเลือกอย่างรอบคอบของ R2 และ R3

แน่นอนแทนที่จะให้เหตุผลสั้น ๆ นี้เราสามารถทำการวิเคราะห์ที่แน่นอนโดยกระแสผ่าน R2 เท่ากับผลรวมของกระแสผ่าน R3 และ R1 และแรงดันจุดกึ่งกลางสิ้นสุดลงเล็กน้อยน้อยกว่า 40V เนื่องจากเล็ก ๆ ผลการโหลดของ R1

แบตเตอรี่ไม่ได้จ่ายกระแสไฟให้กับแรงดันไฟฟ้า

คุณครูของคุณกำลังจะผิดในจุดนี้:

แบตเตอรี่แต่ละก้อนให้ 2A ปัจจุบันด้วยตนเอง

แบตเตอรี่ที่เหมาะไม่จ่ายกระแสคงที่ก็วัสดุที่แรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าเป็นคงที่ ปัจจุบันไม่ได้รับการแก้ไข กระแสจะเป็นอะไรก็ตามที่เหลืออยู่ในวงจร

วิธีง่ายๆในการอธิบายให้เธอฟังคือ: เมื่อแบตเตอรี่หนึ่งก้อนทำงานได้ด้วยตัวเองมันจะต้องจ่าย 2A แต่เมื่อเรามีแบตเตอรี่สองก้อนทำงานร่วมกันพวกเขาแบ่งปันผลงาน ดังนั้นแบตเตอรี่จึงจำเป็นต้องจ่าย 1A ในกรณีที่สอง

เธอจะหันกลับมามองคุณ: เราจะรู้ได้อย่างไรว่ามันจะเป็น 2A? เพราะนั่นคือสิ่งที่ตัวต้านทานนั้นจะวาดสำหรับแรงดันไฟฟ้านั้น กฎของโอห์มไม่สามารถถูกโกงได้

เห็นได้ชัดว่าครูฟิสิกส์ของคุณไม่คุ้นเคยกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นพื้นฐานดังนั้นเธอจึงไม่สามารถเปลี่ยนใจได้โดยอ้างเหตุผลเพียงอย่างเดียว แต่เธอเป็นครูวิทยาศาสตร์และผลการทดลองที่ดีกว่าการโต้แย้งเชิงตรรกะทั้งหมด

เป็นไปได้ไหมที่คุณจะลองใช้ตัวอย่างเล็ก ๆ ประกอบไปด้วยแบตเตอรี่ขนาด 2 x 9V แบบขนานตัวต้านทานที่เหมาะสม (ในละแวกของฉันมีแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์เก่าทิ้ง) และมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลที่มีกระแสไฟที่เหมาะสม (mA) สเกล?

อย่างจริงจังถ้าคุณกำลังจะสอนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชั้นเรียนฟิสิกส์การทดลองทางกายภาพ / การสาธิตทางกายภาพเป็นความคิดที่ดี

บทเรียนสำหรับครูคือการที่คุณสามารถรักษาแต่ละวงแยกกัน - แต่คุณต้องระวังเกี่ยวกับการใช้กระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องภายในวงนั้น หากมีแรงดันไฟฟ้าหรือแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าหลายแหล่งเป็นข้อผิดพลาดทั่วไปในหมู่นักเรียน น่าเสียดายที่มันดูเหมือนจะเป็นสาเหตุของความผิดพลาดสำหรับครูคนนี้ด้วย

ดังตัวอย่างที่แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนกระแสที่ผ่านตัวต้านทานคือ (I1 + I2) ถ้าคุณใช้การวนซ้ำทั้งสองสมการคือ

80 - (40 * (I1 + I2)) = 0

I2 + I2 = 2A

นั่นคือสมการตามกฎของ Kirchoff และเป็นทางออกเดียวตามกฎหมายของ Kirchoff

ในทางทฤษฎีไม่มีอะไรที่จะหยุดแรงดันไฟฟ้าหนึ่งแหล่งที่มาจากการส่ง 0.1A และอื่น ๆ จากการส่ง 1.9A - ที่จะตอบสนองกฎหมายของ Kirchoff อย่างเพียงพอ ในทางปฏิบัติแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าจะจ่ายครึ่งละ แต่ด้วยความคิดเพิ่มเติมในทางปฏิบัติมักจะมีความแตกต่างเล็ก ๆ น้อย ๆ ระหว่างแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าและถ้าเส้นด้านบนเป็นไฟฟ้าลัดวงจรแหล่งจ่ายแรงดันหนึ่งแหล่งจะขับกระแสอนันต์เข้าสู่แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าอื่น! (สิ่งนี้จะนำไปสู่การอภิปรายเกี่ยวกับตัวต้านทานปรับสมดุลในปัจจุบันหากคุณต้องการลองทำการทดลองจริงด้วยแบตเตอรี่และมิเตอร์) อย่างไรก็ตามกระแสที่ผ่านตัวต้านทานจะเป็น 2A เสมอและจะไม่เป็นอะไรนอกจาก 2A

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

เห็นได้ชัดว่าครูของคุณสังหรณ์ใจล้มเหลวในการยอมรับความจริงที่ว่าการรวมแบตเตอรี่ (ในแบบคู่ขนาน) บังคับให้แต่ละคนลดกำลังงานลงครึ่งหนึ่ง การเปรียบเทียบไฮดรอลิกอาจช่วยได้

• แบตเตอรี่แต่ละก้อนเป็นถังเก็บน้ำ
• ตัวต้านทานเป็นท่อแคบ (ไหลออก)

การเพิ่มแบตเตอรี่เพิ่มเติมแบบขนานนั้นเหมือนกับการเพิ่มรถถังที่ความสูงเท่ากัน (ตรงข้ามกับแบตเตอรี่ในซีรีย์ซึ่งคล้ายกับรถถังซ้อน) การเพิ่มแท็งก์ที่ความสูงเท่ากัน (หรือเท่ากันการขยายแท้งค์) จะไม่เพิ่มความดันในท่อ ดังนั้นกระแสจะไม่เพิ่มขึ้น

ดังนั้นหากแบตเตอรี่เสริมไม่ส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้า (= แรงดัน) และกระแสไฟฟ้าจะเกิดอะไรขึ้น ทั้งหมดนี้จะเป็นสองเท่าของเวลาที่ใช้ในการระบายแบตเตอรี่ กล่าวอีกนัยหนึ่งพลังงานยังคงเหมือนเดิม แต่พลังงานทั้งหมดจะเพิ่มเป็นสองเท่า

การเปรียบเทียบที่ดีอีกประการหนึ่งคือการจราจรติดขัด การจราจรจะไม่เร็วขึ้นหากมีรถยนต์เข้าร่วมคิวมากขึ้น

ตามที่คนอื่นระบุไว้อย่างถูกต้องเธอกำลังผสมกฎการแยกและการทับซ้อนหรือแรงดันและแหล่งกระแส

เนื่องจากเธอใช้กฎการเชื่อมต่อ (รู้ว่าเป็นกฎข้อแรกของ Kirchhoffs [1]) ฉันจะเพิ่มกฎข้อที่สองของ Kirchhoffs [2] เพื่ออธิบายให้สมบูรณ์ อย่างง่ายมันบอกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในแต่ละวงปิดของวงจรจะต้องเท่ากับแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้า ดังนั้น 40 * 2 = 80 ในวงด้านขวาและซ้าย หากกระแสไฟฟ้ามี 4A จริง ๆ แล้วกฎข้อที่สองนั้นไม่เป็นที่พอใจ (40 * 4> 80 หรือ 0 <80 ถ้าใครจะตัดสินใจใช้แรงดันไฟฟ้าตกของตัวต้านทานในวงเดียว)

หากไม่เป็นเช่นนั้นสำหรับการตั้งค่าของคุณคุณสามารถรองรับอาร์กิวเมนต์นั้นด้วยตัวอย่าง ส่วนประกอบสำหรับการพิสูจน์โดยตรง (แบตเตอรี่ 1.5V, ตัวต้านทาน, มัลติมิเตอร์ขนาดเล็ก) ควรจะได้รับง่าย คุณสามารถใช้หลอดไฟ ("คลาสสิก" ไม่ใช่ LED) เพื่อแสดงว่าความสว่างไม่เพิ่มขึ้นหากคุณต่อแบตเตอรี่เพิ่มในแบบคู่ขนาน

อย่างไรก็ตามฉันจะไม่เข้าไปใกล้หน้าห้องเรียน เธออาจถูกตรึงเครียดจากการเผชิญหน้ากับคนหลาย ๆ คน บางทีการใช้ถ้อยคำทั้งหมดเป็นคำถามจะช่วยได้: "ถ้าปัจจุบันเป็น 4A สิ่งนี้จะเป็นไปตามกฎข้อที่สองของ K ได้อย่างไร"

อย่างไรก็ตามฉันคิดว่านี่เป็นตัวอย่างที่ดีที่แสดงให้เห็นว่าต้องระมัดระวังอย่างยิ่งเมื่อใดและอย่างไรในการแบ่งระบบในระบบย่อยขนาดเล็ก โปรดจำไว้ว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นกับคุณเช่นกันเมื่อสิ่งต่าง ๆ มีความซับซ้อนมากขึ้น (มันเกิดขึ้นกับฉันอย่างแน่นอน)

อ้างอิง

• [1] https://www.miniphysics.com/kirchhoffs-first-law.html
• [2] https://www.miniphysics.com/kirchhoffs-second-law.html

นี่เป็นตัวอย่างที่ไม่ดีของปัญหาการวิเคราะห์ซิเซค

ในการวิเคราะห์นี่เป็นระบบที่ไม่ได้รับการกำหนด ให้ I1 และ I2 เป็นกระแสจาก BAT1 และ BAT2 จาก KCL เรามี

I1 + I2 = 80/40 = 2

สมการหนึ่งสมการสองนิรนามและการแก้ปัญหาจำนวนไม่สิ้นสุด

ไม่สามารถใช้การซ้อนทับได้เนื่องจากต้องการให้แรงดันไฟฟ้าแหล่งใดค่าหนึ่งตั้งค่าเป็นศูนย์ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทานจะต้องเป็น 0V และ 80V พร้อมกัน

เห็นได้ชัดว่าเป็นการดีกว่าที่จะทำตามตรรกะที่ครูเสนอและหาข้อผิดพลาด ที่นี่ตรรกะของเธอในการเข้าร่วมสองวงจรนั้นถูกต้องสมบูรณ์ แต่มีข้อผิดพลาดเล็กน้อยในการใช้งาน เธอสมควรได้รับความไม่พอใจน้อยกว่าที่เธอได้รับ

ในตัวอย่างสมัยใหม่ของตำนานเมืองยุคแรก ๆ การประดิษฐ์ประตูสัตว์เลี้ยงนั้นเป็นของที่ไอแซกนิวตัน (2185-2270) ในเรื่อง (เขียนโดยไม่ระบุชื่อและเผยแพร่ในคอลัมน์ของเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยใน 2436) ผลที่นิวตันทำอย่างโง่เขลา หลุมขนาดใหญ่สำหรับแมวโตของเขาและลูกแมวตัวเล็กของเธอที่ไม่รู้ว่าลูกแมวจะตามแม่ผ่านลูกตัวใหญ่

การอ่านแบบสุ่ม: ปรัชญาและสามัญสำนึก

หากมีใครยังคงค้นหาความสำคัญของการอ้างอิงข้างต้นสำหรับพวกเขาฉันพยายามที่จะชี้ให้เห็นข้อผิดพลาดเป็นส่วนหนึ่งของวงจรประสาทของมนุษย์

การทดลองทางความคิดโดยใช้กล่องดำ เรามีกล่องดำสองกล่องที่มีแบตเตอรี่สองก้อนแต่ละอันมี 80 V ในหนึ่งกล่องมีเพียงหนึ่งในแบตเตอรี่เท่านั้นที่เชื่อมต่อกับเทอร์มินัลในอีกกล่องหนึ่งแบตเตอรี่ทั้งสองเชื่อมต่อแบบขนาน

คุณได้กล่องดำสองกล่องนี้คือโวลต์มิเตอร์ตัววัดกระแสและตัวต้านทาน 40 โอห์ม เป็นไปได้หรือไม่ที่จะตัดสินใจโดยการวัดว่ากล่องใดเป็นกล่องที่มีแบตเตอรี่ขนานสองก้อน

คุณสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าที่ไม่มีภาระไม่มีความแตกต่าง

เมื่อคุณวัดกระแสผ่านตัวต้านทานคุณจะได้ผลลัพธ์ทางทฤษฎีโดยใช้กฎของโอห์มสำหรับกล่องทั้งสอง ในทั้งสองกรณีแรงดันไฟฟ้าคือ 80 V และความต้านทาน 40 โอห์ม

คุณไม่สามารถวัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรโดยใช้มิเตอร์ปัจจุบันเท่านั้นไม่มีช่วงที่เหมาะสมและฟิวส์ของมิเตอร์จะละลายถ้าคุณลองใช้กับกล่องแรก

ถามครูของคุณว่าต้องใช้การวัดแบบใดเพื่อแยกกล่อง สิ่งที่ควรเป็นในกล่องที่สามเพื่อขับเคลื่อนกระแส 4 A ผ่านตัวต้านทาน แรงดันไฟฟ้าใดที่จำเป็นในการขับเคลื่อน 4 A ถึง 40 โอห์ม

มีแหล่งจ่ายแรงดันและแหล่งกระแส

แหล่งจ่ายแรงดันจ่ายแรงดันไฟฟ้าคงที่

แหล่งจ่ายกระแสในปัจจุบันจ่ายกระแสคงที่

แหล่งจ่ายกระแสในปัจจุบันจะรับรู้ปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่พวกเขาจัดหาและปรับแรงดันเอาท์พุท (เพื่อให้ตรงกับค่าการตั้งค่า) ซึ่งตามกฎของโอห์มจะส่งผลกระทบต่อกระแสไฟฟ้า

คุณไม่สามารถ "ปั๊ม" กระแสไฟฟ้าด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่ มันเป็นพื้นฐาน!

หากคุณต้องการพิสูจน์ว่าเธอผิดให้ใช้มัลติมิเตอร์แบตเตอรี่ 2 ก้อนตัวต้านทาน 1 ตัวและเขียงหั่นขนมและขอให้เธอพิสูจน์ให้เป็นสองเท่าในปัจจุบัน แต่บางทีเธออาจไม่รู้ว่ามัลติมิเตอร์ทำงานอย่างไรจึงเสียเวลา ...

Power grid สามารถจ่ายไฟได้หลายพันแอมป์

ถามเธอว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณมีแบตเตอรี่ก้อนเดียวที่มีสายไฟสองชุดจากนั้นคุณตัดแบตเตอรี่ออกครึ่งหนึ่งเพื่อสร้างแบตเตอรี่สองก้อนแยกกัน นอกจากนี้โปรดทราบว่าแบตเตอรี่เป็นมากกว่าแหล่งจ่ายแรงดัน มันมีความต้านทานอนุกรมขนาดเล็ก คุณพอที่จะคำนวณทุกอย่างถ้าความต้านทานแบบอนุกรมเป็น 0.01 โอห์ม (คำนวณให้เป็นทศนิยม 8 ตำแหน่ง) วิศวกรของเรายินดีที่จะรับแบตเตอรี่อย่างที่เป็นปัญหาของคุณโดยไม่มีการต้านทานภายใน!

แนวคิดอื่นที่จะช่วยคุณแก้ปัญหาเช่นนี้คือการเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเป็นอนุกรมด้วยตัวต้านทานที่มีแหล่งจ่ายกระแสขนานขนานกับตัวต้านทานเดียวกันนั้น แหล่งจ่ายกระแสเพิ่มแบบขนานเช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าในอนุกรม เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม google“ Thevenin-Norton”

เธอผิดและถูกในเวลาเดียวกัน

ถ้อยแถลง 1. หากแบตเตอรี่เชื่อมต่อขนานกันกระแสจะสูง (2 + 2)

ถ้อยแถลงที่ 2 หากแบตเตอรี่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าจะสูง (80 + 80)

กฎของโอห์ม "(ถ้ากระแส 2A)" I = V / R ซึ่งบอกว่า "(รับค่าที่กำหนด)" I = 80/40 = 2A ปัจจุบัน

หากคุณรับความคิดเห็นของครู (4A) และลองอีกครั้งด้วย V = IR

มันไม่ได้ให้ที่ใด (ด้านล่าง) ฉันมีกฎหมายของ OHM สำหรับแรงดันไฟฟ้า V = 4 * 40 = 160V (แรงดันไฟฟ้าที่นี่ได้รับการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากปัจจุบันมากขึ้น)

เธอพูดถูกเพราะแบตเตอรี่ขนานกัน ค่าของแรงดันไฟฟ้าหรือความต้านทานต้องถูกต้อง