85

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Mój nauczyciel fizyki powiedział, że prąd przez rezystor wynosi 4A, ponieważ każda bateria ma prąd 2A, jeśli jest podłączony do samego opornika, a więc oba mają prąd 2A przez nie, więc rezystor ma łącznie 4A z powodu zasada połączenia (to było wyjaśnienie, które podała, gdy zapytałem ją, dlaczego całkowity prąd nie jest 2A), ale to nieprawda, ponieważ prąd przez rezystor wynosi 2A, gdy napięcie wynosi 80 (te baterie są równoległe) , i tak jest 1A przez każdą baterię. Jak mam wyjaśnić, że jej logika nie działa, ponieważ prąd nie podwaja się po dodaniu kolejnej baterii?

Edycja: Jej odpowiedź na mnie, gdy zapytałem o prawo omowe: każda bateria sama zapewnia 2A prądu, więc łączą się, ponieważ najwyraźniej można traktować każdą pętlę osobno, więc zgodnie z zasadą połączenia prądy 2A łączą się, aby uzyskać 4A .

resistors ohms-law physics

— Abhinav Diddee
źródło

50

Zapytaj, czy prawo Ohma jest złamane w tej „specjalnej” sprawie.

— Samuel

54

@AbhinavDiddee Ostateczna odpowiedź brzmi: nie musisz jej poprawiać. Jeśli chodzi o ocenę, walcz z nią, ale jeśli to błąd w wykładzie, po prostu idź dalej. Jeśli to tylko ze względu na rację, nic nie zyskasz poprzez udowodnienie tego.

— Samuel

4

Wiele skomplikowanych odpowiedzi tutaj - ale najprościej mówiąc, twój reflektor nie rozjaśnia się, ponieważ instalujesz większy akumulator w samochodzie (zakładając taki sam akumulator napięciowy).

— SteveJ

60

@Samuel: Ale celem nauki jest uczyć się różnych rzeczy, a nie zdobywać oceny. Teraz cała klasa źle uczy się elektroniki.

— Matti Virkkunen,

13

I oczywiście popraw nauczyciela. Postęp ludzkości nie nastąpi, chyba że naprawimy błędy. Bądź miły, bądź pełen szacunku, spraw, by pozostała twarzą w twarz, ale popraw błędy merytoryczne. Postaw na zabawę, zakład, przeprowadź eksperyment, jak sugerują odpowiedzi.

— Peter A. Schneider,

120

Zapytaj ją, jakie jest napięcie na rezystorze

— Dirk Bruere
źródło

13

Choć jest to tak dobrze rozwinięte, jak wiele innych odpowiedzi, wydaje się to najbardziej praktyczne podejście.

— Nat

9

Zgadzam się z tym. Ważne jest, aby uczeń przyjął rolę studenta i zachowywał się jako taki. Studenci powinni zadawać pytania.

— axsvl77

14

Oczywiście napięcie wynosi 160 V, w przeciwnym razie, jak by się sumowały prądy? ;-)

— Phil

4

@Dirk To jest problem z listą „gorących pytań sieciowych”. Czasami też mnie to denerwuje. Ale w tym przypadku nie wstydzę się, że głosowałem za odpowiedzią, ponieważ idealnie odnosi się ona do głównego punktu: „Jak poprawić mojego nauczyciela fizyki”, który jest zarówno problemem umiejętności interpersonalnych, jak i problemem EE. Twoja odpowiedź jest w rzeczywistości czymś więcej niż tylko sarkastycznym komentarzem. A jego piękno polega na tym, że niczego nie potwierdza ani nie wyjaśnia. To tylko zadaje proste pytanie. Nie, to naprawdę zasługuje na kilka głosów.

— słabe

4

Szczerze @DirkBruere, ma to dla mnie większy sens niż inni. i = v / r. Prostota. Nie ma nic więcej do powiedzenia.

— CramerTV

95

Metoda 1

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Rysunek 1. Prosty praktyczny eksperyment.

Przeprowadzenie eksperymentu z obwodem z ryc. 1 wykazałoby, że równoległe źródła napięcia nie zmieniają prądu. Powinieneś otrzymać odczyt 9 mA z jednym lub dwoma akumulatorami w obwodzie.

Metoda 2

Eksperyment myślowy:

schematyczny

^{zasymuluj ten obwód}

Rysunek 2. Pojemnik na baterie ma dwa akumulatory i przełącznik, którego położenia nie widać.

Jakie jest napięcie na zaciskach, w których przewody opuszczają skrzynkę?
Czy to się zmieni, jeśli zamknę przełącznik?
Jaki jest oczekiwany prąd dla tego napięcia?

— Tranzystor
źródło

64

Za pomocą multimetru trudno będzie się kłócić. Będzie o wiele bardziej uparty niż nauczyciel.

— Tranzystor

9

@Transistor You Wish :-(. Nauczyciele i politycy mogą być niezwykle uparci w obliczu faktów.

— Carl Witthoft

10

@CarlWitthoft Jeśli jest dobrą nauczycielką, powinna rozpoznać, że eksperyment dowodzi, że się myli. Jeśli jednak nie, OP otrzyma zatrzymanie za bycie „inteligentnym”.

— immibis,

7

Chciałbym pójść dalej i zaproponować przeprowadzenie tego eksperymentu - wykorzystaj to jako okazję do zrobienia czegoś ze swoją nauczycielką, a nie przeciwko niej

— Taniwha

4

Tak! Oto odpowiedź: przeprowadź eksperyment. Niezaprzeczalne dowody, udział studentów, ożywiona dyskusja - marzenie każdego nauczyciela. I A.

— Peter A. Schneider

41

On to powiedział

każdy akumulator ma prąd 2A, jeśli jest podłączony do samego opornika, a więc oba mają prąd 2A przez nie

Dobrze. Oba obwody mają przez nie prąd 2A.

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

więc rezystor ma łącznie 4A z powodu reguły łączenia

Ale jeśli połączymy powyższe obwody w jeden, otrzymamy to zamiast oryginalnego obwodu.

schematyczny

^{zasymuluj ten obwód}

Oba oporniki mają przez siebie 2A, w sumie 4A.

Aktualizacja: Oczywiście nie można po prostu wziąć dwóch niezależnych obwodów, połączyć je w dowolny sposób i oczekiwać, że będą działały tak samo później. Ale nic to nie zmieni, jeśli połączysz kilka punktów o tym samym potencjale.

Teraz podstawowe pytanie. Jaka jest rezystancja wypadkowa połączonych równolegle rezystorów R1 = 40Ω i R2 = 40Ω?

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

dlatego obwód równoważny jest raczej

schematyczny

^{zasymuluj ten obwód}

— berendi
źródło

3

Mimo że w tym przypadku daje prawidłowy wynik, nie wydaje się oczywiste, że tak należy łączyć obwody w celu wywołania superpozycji. Nie wydaje się nawet oczywiste, że powinieneś być w stanie łączyć obwody w celu wywołania superpozycji.

— Vaelus,

Dzięki tej logice superpozycja nigdy by nie działała?

— DonQuiKong,

5

@ Wartości Rzeczywiście nie można po prostu replikować ani dzielić komponentów podczas wykonywania superpozycji. Superpozycja oznacza rozpatrywanie źródeł energii w izolacji, a następnie sumowanie wyników. Pozostałe źródła energii, które nie są obecnie brane pod uwagę, muszą pozostać w obwodzie, ale nie mogą zasilać go. Tak więc źródła napięcia zachowują się jak źródła 0 V o zerowej impedancji (zwarcia); źródła prądu zachowują się jak źródła 0A o nieskończonej impedancji (otwiera się).

— Kaz

@DonQuiKong Superpozycja działa zawsze, gdy działa powyższa logika. Na przykład superpozycja ma zastosowanie w częściach mechaniki kwantowej, ponieważ podstawowe równania są tam liniowe, tak więc każda liniowa kombinacja rozwiązań jest koniecznie rozwiązaniem. Powyższa odpowiedź pokazuje, że nie działa w tym konkretnym przypadku.

— Nat

3

Twoja metoda „łączenia obwodów jako jednego” jest tak samo wadliwa jak metoda nauczyciela. Zdarza się, że działa w tym konkretnym przypadku, ponieważ różnica potencjałów w obu obwodach, w których wykonywane są połączenia, jest równa, ale ogólnie nie będzie działać.

— Ben Voigt

33

Inni już obficie wskazali błędne rozumowanie nauczyciela. Chcę wspomnieć o innej części tego, w której również wydaje się, że istnieje pewne zamieszanie.

Wszyscy rozumiemy teraz, że prąd przez rezystor wynosi 2 A. Jednak w prawdziwym świecie nie jest prawidłowe twierdzenie, że każda bateria zasila zatem 1 A. Łączna energia dostarczona przez dwie baterie wynosi 2 A, ale w praktyce można „ Naprawdę zakładam, że baterie równo dzielą prąd.

Baterie są dość złożone pod względem elektrycznym i chemicznym, a przeszłość ma znaczenie. W prawdziwym świecie nie można założyć, że dwie baterie są identyczne.

W pierwszym przybliżeniu możesz myśleć o baterii jako o źródle napięcia szeregowo z opornością. Napięcie jest przyczyną reakcji chemicznej. Zależy to od dokładnego składu chemicznego, który zmienia się w zależności od czasu, historii, aktualnego zapotrzebowania i temperatury.

Rezystancja szeregowa po części modeluje, jak łatwo jony mogą dyfundować przez elektrolit akumulatora, ale obejmuje również rezystancję połączeń i różni się znacznie w zależności od stopnia wyczerpania akumulatora.

Nawet używając tego prostego modelu baterii, faktycznie masz ten obwód:

W zależności od wartości R1 i R2 oraz dokładnych wewnętrznych napięć akumulatora prąd dostarczany przez jeden akumulator względem drugiego może się znacznie różnić.

Jednak prawo Ohma nadal obowiązuje, a prąd przez rezystor będzie równy napięciu na nim podzielonemu przez jego rezystancję.

— Olin Lathrop
źródło

4

To jest właściwy sposób patrzenia na to. Nauczyciel ma rację w LIMIT, gdzie R1 i R2 są znacznie większe niż R3, ale popełnił błąd, nie pokazując R1 i R2 na schemacie. OP jest prawidłowe w limicie, w którym R3 jest znacznie większy niż R1 i R2. Rzeczywisty wynik będzie gdzieś pośrodku.

— Dawood ibn Kareem

Ktokolwiek to ocenił, proszę wyjaśnić, co uważasz za złe.

— Olin Lathrop

@DawoodibnKareem, tak, to jest w zasadzie racja, ale pomysł obwodu, w którym wewnętrzny opór akumulatora znajduje się wokół pola oporowego obciążenia (nie mówiąc już o wyższej), wydaje się ... niepraktyczny. I nie na miejscu na poziomie edukacji, gdzie wewnętrzny opór jest całkowicie ignorowany, jak tutaj. Poza tym duża część napięcia 80 V zostałaby utracona w wewnętrznych opornikach w takim przypadku, więc prąd 2 A byłby daleki od prawdy.

— ilkkachu

20

Błąd polega na niewłaściwym zastosowaniu twierdzenia o superpozycji.

Obwód nie spełnia kryteriów niezależnych wielu źródeł. Test polega na zwarciu jednego źródła napięcia do 0 V (co często odbywa się w transformacjach) i zdaje sobie sprawę, że zmiana napięcia na jednym nie może wpływać na żadne inne (tj. Prawdziwe źródła napięcia 0 omów) na niezależność.

— Tony Stewart. EE od '75
źródło

jest to tylko schemat „logiczny”, a nie prawdziwy „analogowy” schemat. Stosowała twierdzenie o superpozycji. ponownie go przeszukaj. Problem w tym, że wygląda na to, że dwa niezależne źródła są wymagane do zastosowania twierdzenia, ale najwyraźniej tak nie jest. Aby to zrobić jak dwa identyczne zasilacze, musisz zdać sobie sprawę, że nie ma czegoś takiego jak źródła zerowe (0) i dodać miliohm, aby spełnić kryteria dla wielu niezależnych źródeł. następnie superpozycja daje poprawną odpowiedź. Jeśli używasz modelu, to mówisz, że jeden jest zbędny poprzez redukcję modelu „uproszczenia” i sprowadzasz go do 1. lub używasz prawa Ohma

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

3

Ups, wcześniej źle odczytałem twoją odpowiedź. Twierdzenie o superpozycji rzeczywiście nie ma zastosowania na początek. Dziękuję za wyjaśnienie.

— lotnik

Dobra uwaga .....

— Mitu Raj

17

Powiedz jej, że pierdzenie w mózgu jest w porządku. Zdarza się najlepszym z nas.

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

$4 \text{ A}$

Bardziej równe źródła napięcia równolegle = to samo źródło napięcia = ten sam prąd. Jeśli nie może zaakceptować tego, że puściła bąka, zapytaj ją, w jaki sposób obwód jest równoważny z szeregowymi akumulatorami (co nie jest).

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Po prostu pokaż jej ten obraz. Lub wyślij jej ten link .

— Harry Svensson
źródło

10

@AbhinavDiddee Szczerze mówiąc, to nie jest twoja praca, aby powiedzieć nauczycielowi, jak wykonać swoją pracę, jeśli popełni bardziej niebezpieczne błędy, pójdę do jej szefa lub dyrektora i powiedz im o tym i powiedz, że nie posłucha / nie zaakceptuje jej błąd. Jeśli dyrektor opowie się po jej stronie, dzieje się coś naprawdę interesującego. - Miałem nauczyciela, który w każdym wykładzie pierdził mózg co najmniej dwa razy, czasem nawet 5 razy. Wszyscy uczniowie przestali ufać nauczycielowi, był to nasz ostatni rok i prosty kurs, więc żaden z uczniów nie zadał sobie trudu, by powiedzieć swojemu szefowi.

— Harry Svensson,

6

@AbhinavDiddee Kirchoff's Jule Rule mówi tylko, że prąd w rezystorze musi być równy prądowi dostarczanemu przez zasilacze. Wygląda na to, że twój profesor miesza superpozycję i kirchoff.

— Samuel

11

@AbhinavDiddee To nie ma sensu i jest oczywiście błędne. Jej błąd: baterie nie są źródłami prądu, nie zapewniają prądu. Są to źródła napięcia. (Jeśli zapewnią prąd, wówczas zmieniliby napięcie na 160 V, aby utrzymać każdy prąd na poziomie 2 A. Zamiast tego akumulatory dzielą prąd. Po dodaniu dwóch baterii prąd rezystora pozostaje taki sam, a prąd każdej baterii zostaje włączony połowa.)

— wbeaty

11

Oto jej analogia. W sieci energetycznej są setki lub tysiące osobnych generatorów, wszystkie równolegle. Ale nie ważne ile, twoje 100 watowe światło nadal pobiera taką samą ilość prądu i świeci tą samą jasnością. Jeśli mówi, że jest inaczej, ponieważ to AC, jest naprawdę nieświadoma.

— DoxyLover,

5

Nie sądzę, żeby kiedykolwiek mówiono ludziom, którzy nie akceptują swoich błędów, że „pierdnięcia mózgu są w porządku”.

— DonQuiKong,

15

Oto jak niewłaściwie stosuje się zasadę superpozycji.

Kiedy stosujemy metodę superpozycji, rozważamy każde źródło energii w obwodzie w izolacji, jednocześnie „wyłączając” pozostałe źródła energii. Następnie dodajemy wyniki. „Wyłączenie” innych źródeł energii oznacza zmniejszenie ich do zera: 0 V dla źródeł napięcia i 0A dla źródeł prądu.

Teraz (idealne) źródła napięcia mają impedancję równą zero. Kiedy są wyłączone, stają się krótkie: kawałek idealnego drutu. Idealne źródła prądu mają nieskończoną impedancję. Gdy są wyłączone i generują prąd 0A, są otwarte.

Tak więc w skrócie: nieuwzględnione źródła napięcia są zwarte; obecne źródła otwarte.

Błąd nauczyciela polega na zamianie wyłączonego źródła zasilania, źródła napięcia, na obwód otwarty: dosłownie wyciągnięcie go ze schematu obwodu. Dotyczy to tylko obecnych źródeł.

$\Omega$

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Aha! Tak więc teraz dzieje się tak, że większość prądu działa przez dzielnik napięcia R2-R3. Węzeł obwodu między R2 a R3 znajduje się przy prawie dokładnie 40 V, więc R1 widzi prąd 1A.

Oczywiście napięcie pośrednie jest bardzo wrażliwe na wartości R2 i R3, które są dokładnie równe, co nie jest realistyczne. To nie jest problem.

$\text{m}\Omega$

(Aby modelować to z większym realizmem, musimy uwzględnić oporność wewnętrznej baterii. Oznacza to, że nie zastępujemy baterii, których nie analizujemy, zwarciami, ale ich wewnętrzną rezystancją.)

Dlaczego stosuje się uproszczone rozumowanie z dzielnikiem napięcia: dzieje się tak, ponieważ małe wartości R2-R3 zalewają dużą wartość R1. Możemy narysować obwód analizy w następujący sposób:

schematyczny

^{zasymuluj ten obwód}

Gdy impedancja przez dzielnik napięcia jest mniejsza niż około dwadzieścia razy mniejsza niż jego obciążenie (reguła 1:20), możemy udawać, że obciążenia nie ma przy obliczaniu napięcia w punkcie środkowym. Tutaj różnica wynosi wiele tysięcy, przez celowy wybór R2 i R3.

Oczywiście, zamiast tego skrótu, możemy przeprowadzić dokładną analizę, w której prąd przez R2 jest równy sumie prądów przez R3 i R1, a napięcie punktu środkowego kończy się nieco poniżej 40 V z powodu niewielkiego efekt obciążenia R1.

— Kaz
źródło

Uwielbiam tę odpowiedź. +1

— Sergiy Kolodyazhnyy

Mała korekta: czy R1 na drugim schemacie nie powinien wynosić 40 omów?

— Sergiy Kolodyazhnyy

@SergiyKolodyazhnyy Tak, powinien być taki sam R1; Naprawiłem to.

— Kaz

3

@SergiyKolodyazhnyy Jest to bardzo populistyczna odpowiedź, obliczona w oparciu o miłość, która obfituje w dzielniki napięcia w tym środowisku.

— Kaz

13

Akumulator nie dostarcza prądu, dostarcza napięcie

Twój nauczyciel popełnił błąd w tym momencie:

każda bateria sama dostarcza 2A prądu

Idealna bateria nie dostarcza stałego prądu, dostarcza napięcia . Napięcie jest stałe . Prąd nie jest ustalony. Prąd będzie równy zużyciu przez resztę obwodu.

Łatwy sposób to wytłumaczyć: gdy jedna bateria musi działać samodzielnie, musi dostarczyć 2A. Ale kiedy mamy dwie baterie pracujące razem, dzielą się pracą. I tak baterie muszą zasilać tylko 1A w drugim przypadku.

Odwróci się od ciebie: skąd wiemy, że będzie to 2A? Ponieważ właśnie ten rezystor będzie pobierał dla tego konkretnego napięcia. Prawa Ohma nie można oszukiwać.

— MichaelK
źródło

1

1A każdy w przybliżeniu

— Alnitak

1

Twój pierwszy wiersz nie jest poprawnie odczytywany. Akumulator oczywiście dostarcza prąd po podłączeniu do rezystora. Twoje trzecie zdanie jest prawdopodobnie tym, co próbujesz powiedzieć.

— Tranzystor

3

@Tranzystor Akumulator nie jest bezpośrednią przyczyną prądu. Akumulator powoduje spadek napięcia na oporniku. Spadek napięcia pobiera prąd przez rezystor. Rezystor dostarcza prąd do baterii w takim samym stopniu, jak bateria dostarcza jeden do rezystora; wyjmij oba z obwodu i nie będzie prądu. Prąd jest właściwością obwodu jako całości, a nie atrybutem baterii.

— Kumulacja

10

Twoja nauczycielka fizyki oczywiście nie zna nawet podstawowych elementów elektroniki, więc nie może zmienić zdania wyłącznie na podstawie argumentów. Ale jest nauczycielką przedmiotów ścisłych, a wyniki eksperymentów przebijają wszystkie logiczne argumenty.

Jak praktyczne byłoby, gdybyś wziął udział w małej demonstracji składającej się z 2 x 9 V akumulatorów równolegle, odpowiedniego rezystora (w mojej okolicy jest mnóstwo wyrzuconych starych płytek elektronicznych) i multimetru cyfrowego z odpowiednim prądem Skala (mA)?

Poważnie, jeśli zamierzasz uczyć elektroniki na zajęciach z fizyki, dobrym pomysłem byłoby posypanie fizycznych eksperymentów / pokazów.

— ChosunOne
źródło

Muszę zapytać, dlaczego nauczyciel zajmuje się tak wieloma szczegółami elektroniki podczas zajęć z fizyki. Wydaje się, że to droga do chwastów, gdy jest wiele innych tematów do omówienia. Kickerem jest to, że wydaje się być niezainteresowana wykorzystaniem prawa Ohma do zilustrowania lekcji. Muszę się zgodzić, że próba jej poprawienia może się nie przydać. Podoba mi się podejście demonstracyjne, po prostu nie pozwól, aby zostało źle zinterpretowane jako bomba taka jak w Irving, Tx. Rozłóż go na części i podłącz do wersji demonstracyjnej, a następnie ponownie go zdemontuj.

— Kelly S. French

5

Elektronika wchodzi w zakres fizyki, więc nie dziwi mnie, że nauczyciel fizyki zajmuje się elektroniką. Prawdopodobnie zgodziłbym się, że czas zrezygnować z poprawiania kogoś, kto jest przekonany, że ma rację, gdyby to była rozmowa na przyjęciu. Ale to nauczycielka , która będzie rozpowszechniać to nieporozumienie i utrudnia zrozumienie każdej nowej klasie, dopóki nie zostanie poprawiona. Nauczyciele potrzebują uczniów, którzy zauważą błąd materiału i zwrócą na to uwagę. Być może nauczyciel zrozumie, że potrzebuje więcej podstaw w podstawowej elektronice.

— ChosunOne

3

@ KellyS.French To nie jest bardzo duża ilość szczegółów. To jedno źródło napięcia z dala od najprostszego możliwego obwodu. Powodem, dla którego naucza się obwodów elektrycznych w klasie fizyki, jest to, że obwody elektryczne są częścią fizyki. I są one objęte testem Physics SAT II i Physics AP.

— Kumulacja

@Acccumulation Thanks! Ostatnia część twojego komentarza wyjaśnia mi to wystarczająco dobrze. Jestem prawie pewien, że lekcje fizyki mojej małej szkoły średniej nie zawracały sobie głowy elektroniką, ale prawdopodobnie zmieniło się to wraz z włączeniem tematu do tych testów, nie wspominając już o dziesięcioleciach odkąd byłem w szkole średniej. Może ta nauczycielka była na tej samej łodzi i zmuszona jest do relacjonowania materiału, którego nie uczyła się w jej czasach. Żadnego usprawiedliwienia dla jej zachowania, ale przynajmniej czyni to bardziej zrozumiałym.

— Kelly S. French

7

Lekcja dla nauczyciela polega na tym, że każdą pętlę można traktować osobno - ale MUSISZ uważać na stosowanie prawidłowych prądów i napięć w tej pętli. Jeśli istnieje wiele źródeł napięcia lub prądu, jest to częste źródło błędów wśród studentów. Niestety wydaje się, że jest to również źródłem błędu dla tego nauczyciela.

Jak pokazuje przykład, prąd przepływający przez rezystor wynosi (I1 + I2). Jeśli weźmiesz którąkolwiek z pętli, równanie jest następujące

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

I2 + I2 = 2A

Jest to równanie zgodne z prawem Kirchoffa i jest jedynym rozwiązaniem zgodnym z prawem Kirchoffa.

Teoretycznie nic nie stoi na przeszkodzie, aby jedno źródło napięcia dostarczyło 0,1 A, a drugie 1,9 A, co idealnie spełniałoby prawo Kirchoffa. W praktyce źródła napięcia dostarczałyby po połowę. Ale z dalszym przemyśleniem, w praktyce zawsze będzie niewielka różnica między źródłami napięcia, a jeśli górna linia jest zwarciem, to jedno źródło napięcia doprowadzi nieskończony prąd do drugiego źródła napięcia! (Prowadziłoby to do dyskusji na temat rezystorów równoważących prąd, jeśli chcesz naprawdę spróbować eksperymentu z bateriami i miernikami.) Jednak prąd przez rezystor zawsze będzie wynosił 2A i nigdy nie będzie inny niż 2A.

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

— Graham
źródło

5

Najwyraźniej twój nauczyciel intuicyjnie nie akceptuje faktu, że połączenie baterii (równolegle) zmusza każdą z nich o połowę mocy wyjściowej. Analogia hydrauliczny może pomóc.

Każda bateria to zbiornik wody.
Rezystor to wąska rura (odpływ).

Dodanie dodatkowej baterii równolegle jest jak dodanie zbiornika na tej samej wysokości (w przeciwieństwie do akumulatorów szeregowych, co jest jak układanie zbiorników w stos). Dodanie zbiornika na tej samej wysokości (lub równoważnie, poszerzenie zbiornika) nie zwiększa ciśnienia na rurze. W związku z tym prąd nie wzrośnie.

Więc jeśli dodatkowy akumulator nie wpływa na napięcie (= ciśnienie) i prąd, to jaki jest efekt? Wszystko, co robi, to dwukrotność czasu potrzebnego na rozładowanie baterii. Innymi słowy, moc pozostaje taka sama, ale całkowita ilość energii podwaja się.

Inną miłą analogią jest korek uliczny; ruch nie przyspieszy, gdy do kolejki przyłączy się więcej samochodów.

— Ruud Helderman
źródło

1

Ale jak odnosisz to do zasady superpozycji? Jak możemy poprawnie przeanalizować ten układ hydrauliczny, jeden zbiornik na raz, a następnie połączyć wyniki?

— Kaz

Twoja ilustracja pokazuje większy opór rur w odgałęzieniach niż w części wspólnej. Prawdopodobnie da większy przepływ wody przez wylot z dwoma nagłówkami niż z jednym. Tucz te rury!

— Tranzystor

@Transistor Gałęzie zajmują tylko połowę przepływu, więc po co zawracać sobie głowę; zbiorczo są one grubsze niż pojedynczy wylot na dole.

— Kaz

@Kaz: Druga połowa twojego komentarza jest dokładnie moim celem. Opór od głowicy do trójnika zostanie zmniejszony o połowę po dodaniu drugiego zbiornika, ciśnienie na złączu trójnika wzrośnie, a przepływ wzrośnie. Możesz uruchomić niektóre numery na pressure-drop.com/Online-Calculator .

— Tranzystor

1

Jako nieelektronik, który przybył tutaj przez HNQ, dziękuję za ten schemat! To mi pomogło.

— Wyścigi lekkości na orbicie

4

Jak inni słusznie stwierdzili, miesza regułę połączenia i superpozycję lub źródła napięcia i prądu.

Ponieważ już zastosowała zasadę skrzyżowania (zna jako pierwsze prawo Kirchhoffa [1]), dodałbym drugie prawo Kirchhoffa [2] w celu uzupełnienia wyjaśnienia. Uproszczony, mówi, że spadki napięcia w każdej zamkniętej pętli obwodu muszą być równe źródłom napięcia. Zatem 40 * 2 = 80 w prawej i lewej pętli. Jeśli prąd rzeczywiście wynosiłby 4A, wówczas drugie prawo nie spełnia pętli (40 * 4> 80 lub 0 <80, jeśli ktoś zdecyduje się zastosować spadek napięcia rezystora tylko w jednej pętli).

Jeśli jest to odpowiednie dla twojego ustawienia, możesz poprzeć ten argument przykładem. Komponenty do bezpośredniego dowodu (baterie 1,5 V, rezystor, mały multimetr) powinny być łatwo dostępne. Możesz nawet użyć żarówki („klasycznej”, a nie LED), aby pokazać, że jasność nie wzrośnie, jeśli podłączysz więcej baterii równolegle.

Jednak nie zbliżyłbym się do niej przed klasą. Może być zestresowana konfrontacją z wieloma ludźmi. Może sformułowanie całego pytania jako pytania pomogłoby: „Jeśli prąd wynosi 4A, w jaki sposób spełnia to drugie prawo K.?”.

W każdym razie uważam, że jest to świetny przykład pokazujący, że należy bardzo uważać, kiedy i jak podzielić systemy na mniejsze podsystemy. Pamiętaj o tym, może ci się też przydarzyć, gdy sprawy są bardziej skomplikowane (na pewno mi się przydarzyło).

Bibliografia

— Ser Jothan Chanes
źródło

2

I byłoby zbliżyć się do niej przed klasie, bo uczy to każdego ucznia w klasie, co oznacza, że każdy uczeń musi otrzymać korektę. Być może jednak możesz to sformułować w taki sposób, aby wyglądało na to, że to ty nie rozumiesz rozwiązania i każesz jej to wyjaśnić.

— rura

1

@ pipe wczoraj: Oczywiście cała klasa musi zostać poinformowana. Ale z mojego doświadczenia wynika, że ludzie nie widzą powodu, kiedy są zestresowani. Biorąc pod uwagę, że były już nieudane próby jej poprawienia, może być lepiej wybrać spokojne miejsce, w którym czuje się dobrze.

— Ser Jothan Chanes,

3

To słaby przykład problemu z analizą obwodów.

Analitycznie jest to niedoceniany system. Niech I1 i I2 będą prądem z BAT1 i BAT2. Z KCL mamy

I1 + I2 = 80/40 = 2

Jedno równanie, dwie niewiadome i nieskończona liczba rozwiązań.

Nie można zastosować superpozycji, ponieważ wymaga ona ustawienia jednego ze źródeł napięcia na zero, w wyniku czego napięcie na rezystorze musi wynosić jednocześnie 0 V i 80 V.

— użytkownik 28910
źródło

Dodałem wiersz wyjaśniający, dlaczego obwód nie jest określony.

— richard1941

2

Najwyraźniej lepiej postępować zgodnie z logiką zaproponowaną przez nauczyciela i znaleźć błędy. Tutaj jej logika łączenia dwóch obwodów jest całkowicie poprawna, ale implementacja jest niewielka pomyłka. Zasługuje na znacznie mniejszą dezaprobatę niż ona.

W pozornym współczesnym przykładzie miejskiej legendy wynalazek drzwi domowych przypisano Izaakowi Newtonowi (1642–1727) w opowiadaniu (autorstwa anonimowego i opublikowanym w kolumnie anegdot z 1893 r.), Że Newton niemądrze zrobił duża dziura dla jego dorosłego kota i mała dla jej kociąt, nie zdając sobie sprawy, że kocięta podążą za matką przez dużą.

Losowe odczyty: Filozofia i zdrowy rozsądek

Jeśli ktoś wciąż szuka znaczenia powyższego cytatu, staram się wskazać, że błędy są integralną częścią ludzkich obwodów neuronowych.

— tejasvi88
źródło

2

Krytyka nauczyciela nie polega na tym, że popełnił błąd, ale raczej dlatego, że najwyraźniej nie zauważył go po tym, jak mu to wskazano.

— Nat

1

Twoja metoda „superpozycji” jest tak samo wadliwa jak metoda nauczyciela. Zdarza się, że działa w tym konkretnym przypadku, ponieważ różnica potencjałów w obu obwodach, w których wykonywane są połączenia, jest równa, ale ogólnie nie będzie działać.

— Ben Voigt,

4 A

$4\mathrm{A}$

8 A

$8\mathrm{A}$

Ponadto, miejska legenda o Izaaku Newtonie i drzwiach dla zwierząt jest znana z oszustwa.

— Nat

@Nat Dzięki za ocenę mojego zrozumienia, poprawiłem literówkę. Poza tym uważam, że nie przeczytałeś akapitu Wikipedii dalej niż dwie linie. Dlatego możesz zmienić swoje rozumienie sporów i oszustw.

— tejasvi88

1

Eksperyment myślowy z wykorzystaniem czarnych skrzynek. Mamy dwie identyczne czarne skrzynki zawierające po dwie baterie o napięciu 80 V. W jednej skrzynce tylko jeden akumulator jest podłączony do zacisków, w drugiej skrzynce oba akumulatory są połączone równolegle.

Masz te dwie czarne skrzynki, woltomierz, miernik prądu i rezystor 40 Ohm. Czy na podstawie pomiaru można zdecydować, które pudełko ma dwa równoległe akumulatory?

Możesz mierzyć napięcie bez obciążenia, bez różnicy.

Kiedy mierzysz prąd przez rezystor, otrzymujesz teoretyczny wynik z wykorzystaniem prawa Ohma dla obu skrzynek. W obu przypadkach napięcie wynosi 80 V, a rezystancja 40 Ohm.

Nie można było zmierzyć prądu zwarciowego tylko za pomocą miernika prądu, nie ma odpowiedniego zakresu, a bezpiecznik miernika stopi się, jeśli spróbujesz go z pierwszym urządzeniem.

Zapytaj swojego nauczyciela, jaki pomiar należy wykonać, aby rozróżnić pola. Co powinno być w trzeciej skrzynce, aby poprowadzić prąd 4 A przez rezystor? Jakie napięcie jest konieczne do wysterowania 4 A do 40 Ohm?

— Uwe
źródło

Obecne źródła niczego nie wyczuwają; zawsze gasną zdrowy rozsądek. W prawdziwym świecie mają dużą odporność na bocznikowanie, która chroni rzeczy przed nieskończonością, podobnie jak niewielki szeregowy opór dostarczany ze źródłami napięcia w świecie rzeczywistym.

— richard1941

0

Istnieją źródła napięcia i źródła prądu.

Źródła napięcia dostarczają stałe napięcie.

Źródła prądu dostarczają stały prąd.

Źródła prądu stale wykrywają ilość dostarczanego prądu i dostosowują swoją moc wyjściową (w celu osiągnięcia wartości ustawienia), która zgodnie z prawem Ohma wpłynie na prąd.

Nie można „pompować” prądu przy stałym napięciu. To fundamentalne!

Jeśli chcesz udowodnić jej, że się myli, skorzystaj z multimetru, 2 baterii, 1 rezystora i płyty chlebowej i poproś ją o udowodnienie, że prąd się podwoi. Ale prawdopodobnie nie będzie wiedziała, jak działa multimetr, więc to strata czasu ...

Sieć elektryczna może dostarczać tysiące amperów, robi to urządzenie

— Deweloper ognia
źródło

0

Zapytaj ją, co się stanie, jeśli masz pojedynczą baterię z dwoma zestawami przewodów, a następnie przeciąć ją na pół, aby utworzyć dwie osobne baterie. Pamiętaj również, że bateria jest czymś więcej niż źródłem napięcia; ma mały opór szeregowy. Wiesz wystarczająco dużo, aby obliczyć wszystko, jeśli rezystancja szeregowa wynosi na przykład 0,01 oma. (Oblicz do 8 miejsc po przecinku) My, inżynierowie, chcielibyśmy otrzymać baterie takie jak te, w których występuje problem, przy zerowym oporze wewnętrznym!

Innym pomysłem, który pomoże ci rozwiązać ten problem, jest szeregowe zastąpienie źródła napięcia rezystorem ze źródłem prądu równolegle z tym samym rezystorem. Źródła prądu są dodawane równolegle, podobnie jak źródła napięcia szeregowo. Aby dowiedzieć się więcej, odwiedź Google „Thevenin-Norton”.

— richard1941
źródło

Wszystko to sprawia, że wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane. Jak w ogóle „przeciąć baterię na pół”?

— rura

-17

Myli się i ma rację jednocześnie.

Oświadczenie 1. Jeżeli baterie są podłączone równolegle Prąd staje się wysoki (2 + 2).

Oświadczenie 2. Jeśli akumulatory są połączone szeregowo, napięcie wzrasta (80 + 80).

Prawo Ohma ”(JEŻELI AKTUALNY JEST 2A)„ I = V / R. Który mówi „(Przyjmowanie podanych wartości)” I = 80/40 = prąd 2A.

Jeśli weźmiesz opinię nauczyciela (4A) i spróbujesz ponownie z V = IR.

NIE Daje się GDZIE (poniżej). PRZYJMUJĘ PRAWO OHM DLA NAPIĘCIA V = 4 * 40 = 160 V. (TUTAJ NAPIĘCIE ZOSTAŁO ZMIENIONE ZE WZGLĘDU NA WIĘCEJ PRĄDU).

Ma rację, ponieważ baterie są równoległe. Wartość napięcia lub rezystancji musi być poprawna.

— Hundal
źródło

7

Twoje pierwsze stwierdzenie jest nieprawidłowe. Dwie baterie równolegle mogą dostarczyć więcej prądu, ale prąd przepływający przez ten rezystor nie zmieni się, bez względu na to, ile baterii dodasz równolegle.

— Daniel

3

@DanielGiesbrecht W rzeczywistości dwie idealne baterie nie są w stanie dostarczyć więcej prądu.

— Dmitrij Grigoryev,

12

Przepraszam, ale jesteś tak zdezorientowany jak nauczyciel.

— rura

1

Wydaje mi się to niewłaściwe.

— Dawood ibn Kareem

1

Twoja poprawna odpowiedź pokazuje mądre zastosowanie postępowej myśli, w przeciwieństwie do burżuazyjnych krytyków. Zjadają za dużo glutenu, GMO, martwych zwierząt i cukru, i nigdy nie zostali porwani przez kosmitów ani nie widzieli Bigfoota, jak my.

— richard1941

Jak udowodnić nauczycielowi fizyki, że równoległe dodanie akumulatora nie podwaja prądu?

Akumulator nie dostarcza prądu, dostarcza napięcie