Источники энергии. Потенциал и падение напряжения
Как если бы мы соединили два насоса последовательно, один набивает нам давление в 1 атмосферу, и второй относительно него набивает 1 атмосферу, а вместе они выдают аж два очка.
Замкнутая цепь
Ну вот есть у нас источники энергии, каждый наращивает потенциал согласно своей дури. На вершине же этой цепи у нас будет их суммарный потенциал. Дикое количество нескомпенсированных зарядов, рвущихся к нулю. Их можно сравнить с сжатым воздухом.
Обратно они прорваться не могут — источник энергии не дает. Вперед — некуда. Для пробоя воздуха энергии не хватает. Вот и висят в таком состоянии. Как батарейка, никуда не подключенная — на выходе голый потенциал и никакой движухи. Напряжение есть, а тока нет. Осталось только дать им путь. Замкнем цепь. Накоротко, без полезной нагрузки.
И ток рванет по короткому пути, а потом обратно за счет источника энергии наверх и так далее. Напряжение наверху сразу же упадет в ноль. Но раз сопротивления нет, то с какой скростью он это будет делать? Идеальный насос, с бесконечной мощностью, разгонит нам ток до бесконечности.
Тоже самое касается и последовательного включения. Если мы воткнем в последовательное включение источник с большим внутренним сопротивлением чем у всех остальных, то он забьет всю цепь и будет обузой, не давая развивать максимальный ток.
А теперь немног больше конкретики. Закон Ома для полной цепи.
Есть просто закон Ома: напряжение = ток * сопротивление
Это частный случай закона Ома для отдельного элемента цепи. Но есть еще закон Ома для полной цепи, с учетом источника.
Наш идеальный насос — источник электродвижущей силы (ЭДС) — Е. У него бесконечная мощность и нулевое внутреннее сопротивление.
Но, чтобы жизнь не казалась медом, добавим еще и внутреннее сопротивление. Чтобы получить реальный источник. Re
А также есть нагрузки R1 и R2, включенные последовательно.
Ток (I) в последовательной неразветвленной цепи одинаков везде. И равен он величине ЭДС поделенной на сумму ВСЕХ сопротивлений, в том числе и внутреннего. И из этого получается вот что:
А что происходит когда мы тыкаем вольтметром в нашу дохлую батарею? А у вольтметра ОГРОМНОЕ сопротивление. И по сравнению с ним внутреннее сопротивление источника даже не отсвечивает.
А ток одинаково мал (доли милиампера) для всех потребителей. Таким образом в уравнении:
Е=1.5
Re=10 Ом
Rвольтметра = 10 000 000 Ом
I = 1.5/10 000 010 = 1,499Е-7
I*Re = 0.00000015 * 10 = 1.499Е-6
I*Rвольтметра = 1,499Е-7 * 10 000 000 = 1.4991.5 = 1.499Е-6 + 1.499
Возьмем и пририсуем к нашей цепи эту точку, вот так.
Теперь найдем потенциал во всех точках. Он, традиционно, обозначется буквой фи. Правило тут простое:
- 0. Выбираем точку нуля.
- 1. Выбираем направление обхода.
- 2. Выбираем направление тока в контуре. Совершенно произвольно, если ошибешься с направлением, то ряд величин будет с отрицательным знаком, но уравнение все равно сойдется. Однако лучше все же выбирать ток исходя из логического предположения того, как он должен течь при данном направлении источника — минусов будет меньше.
- 2. Если источник нам по пути, то он увеличивает потенциал, на величину своей ЭДС.
- 3. Если по пути нагрузка. То если ток совпадает с выбранным направление обхода, то потенциал уменьшаем на I*Rн Если же ток через нагрузку идет против нашего обхода, то увеличиваем потенциал на I*Rн.
Что такое ЭДС (электродвижущая сила) — Практическая электроника
- 0. Точка нуля задана.
- 1. Пусть обход контура по часовой.
- 2. Ток по часовой.
- 3. Проходим источник ЭДС. Потенциал в точке Б сразу же подскакивает на его величину. Вот оно максимальное напряжение. Но это где то в глубине батареи, мы его не замерим кроме как математически. Поэтому проходим внутреннее сопротивление. Идем по току, поэтому у нас потенциал снижается на I*Rе. В Точке В мы получили реальный потенциал на клемме нашей батареи. Идем дальше, дальше у нас резистор. Там ток течет по обходу, а значит потенциал уменьшается еще на I*R1. Дальше аналогично. В итоге, когда мы сделаем круг, на каждом резисторе потенциал будет падать до тех пор, пока не выйдет в ноль, по возвращении в точку начала обхода.
141 thoughts on “Источники энергии. Потенциал и падение напряжения”
Зашел просто дабы поблагодарить. Микросхемотехнику я выучил в основном по мануалам на сайте. Все много проще и ближе, чем тонны «воды» в учебниках, которая отбивают охоту их читать)
К цепочке из Крон подключить бы гаус пушку самодельную, сгорит конечно в ней все нафик, но какой наверное потенциал был бы, ух.
Да врядли. Их от конденсаторов питают, при не меньшем напряжении и гораздо меньшем внутреннем сопротивлении.
Вы не поняли эту статью? При подключении пушки гаусса (очень малое сопротивление обмотки, почти КЗ), весь киловольт упадет на батарейках. Смотрите вторую группу фоток, самую первую картинку.
На самом деле фиг с два. ТАм дикая индуктивность и вначале все ударится в катушку, а потом уже высадит на батарею, но тогда уже будет все равно.
20-50uH — не очень-то дикая. Крона ведь больше 0,5 (грубо) ампера не сможет отдать. Неужели гаусс сработает?
Так и время пуска там миллисекунды. Так что долбаентся еще как. Хотя кондер все же намного лучше.
Хмм, простите что встреваю, но у кроны очень высокое внутреннее сопротивление, а уж если их соединить несколько штук последовательно, то дай Б-г светодиод загорится, а вы Бабах! 
Короче говоря я уверен на 99%, что если соединить последовательно 10 крон и подключить их к этой самой гаусс пушке то не произойдет ровным счетом НИЧЕГО!
Ну ток она в 1А на секунду другую даст запросто. Так что не настолько высокое. И речь шла не о 10 кронах, а скажем, о 100 И тогда это 900 вольт и 1А, почти киловатт.
С другой стороны кондер даст в импульсе много больше и длины этого импульса возможно хватит на разгон. С другой стороны, киловаттом с кроны можно разгонять циклическую конструкцию, т.к. она, в отличии от кондера, даст киловатт на приличное время (десяток секунд, вместо миллисекунд).
100 крон, у каждой сопротивление, скажем 35 Ом получаем 3500 Ом и 900 В. Таким образом, ток короткого замыкания составит 900/3500 ~= 0,25 A. Понимаете к чему я клоню? А на деле все будет еще хуже.
«100 крон, у каждой сопротивление, скажем 35 Ом получаем 3500 Ом и 900 В. Таким образом, ток короткого замыкания составит 900/3500 ~= 0,25 A. Понимаете к чему я клоню? А на деле все будет еще хуже.»
И да, напряженность магнитного поля от напряжения не зависит 
//ru.wikipedia.org/wiki/Соленоид
Ну не 35 ом, а не более 9ом. Т.к. ток в 1А она таки дает, хоть и не долго. Итого:
100шт = 900Ом и 900В ток 1А, как и от одной кроны. Что в результате почти киловатт.
Это какие то турбо кроны, в нашем городе у нормальной кроны около 35 Ом. Ну да ладно.
Как насчет того, что гаусс пушка от 90В 1А выстрелит так же как от over 9000В 1А? Ну ладно, примерно так же. Буквально самую малость лучше.
Как бы да. От напряжения зависит лишь скорость нарастания тока в обмотке, а максимальный ток то все равно 1 А. На этом предлагаю спор закончить, а желающим почитать про электромагнетизм.
Сопротивление
Сопротивление R отражает степень помех, которые испытывают свободные электроны при своем движении по проводнику под действием напряжения. Для проводника с удельным сопротивлением , длиной l и площадью поперечного сечения S
[Ом]. (3)
Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро (Омм), медь (Омм) и алюминий (Омм).
Сопротивление металлических проводников увеличивается с ростом температуры:
, (4)
Что такое ЭДС: объяснение простыми словами
Законы постоянного тока для участков цепи. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа и их физическое содержание Закон Ома
Однородным называется участок цепи, не содержащий источника тока.
, (1)
Сила тока в проводнике пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Неоднородный участок цепи содержит помимо внешнего сопротивления R ЭДС с внутренним сопротивлением r.
. (2)
Сила тока в проводнике прямо пропорциональна алгебраической сумме ЭДС и напряжения на концах проводника и обратно пропорциональна полному сопротивлению проводника.
(3)
Сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС, действующей в этой цепи, и обратно пропорциональна сумме внешнего и внутреннего сопротивлений.
, при разомкнутой цепи
(I = 0) .
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
