Чем больше напряжение тем меньше ток
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.
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:
- Электрический ток, напряжение — поймет даже ребенок!
- Научный форум dxdy
- Заблуждение → Чем больше напряжение электрического тока, тем он опаснее для человека
- Электричество, ток, напряжение, сопротивление и мощность
- Закон Ома для «чайников»: понятие, формула, объяснение
- От чего зависит сопротивление
- Что убивает – напряжение или ток?
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Закон Ома.
Электрический ток, напряжение — поймет даже ребенок!
Всем привет, на связи с вами снова Владимир Васильев. Новогодние празднования подходят к концу, а значить надо готовиться к рабочим будням, с чем вас дорогие друзья и поздравляю! Кто тот посетитель моего блога, что каждый день заходит почитать мои посты? А может это какой -нибудь доктор радиотехнических наук зашел посмотреть как спаять схему мультивибратора? Им может быть интересно лишь из праздного любопытства, мне конечно очень приятно и я жду каждого с распростертыми объятьями.
Так что я пришел к выводу, что основной контингент моего блога да и большинства радиолюбительских сайтов это новички и любители рыскающие по интернету в поисках полезной информации.
Так какого лешего, у меня ее так мало? Я вспоминаю себя, когда я искал в интернете какую-нибудь простенькую схемку чтобы с чего-нибудь начать, но постоянно что-то не подходило, что-то казалось заумным.
Мне не хватало азов, таких, чтобы можно было по принципу от простого к сложному начать разбираться в интересующей меня теме.
Хоровица, У. Я писал про нее в этой статье , там и книжку можно скачать. Кстати действительно что же такое электрический ток и напряжение? Я думаю, что никто на самом деле и не знает, ведь чтобы это знать это надо хотябы видеть. Кто может видеть ток, бегущий по проводам? Да никто, человечество еще не достигло таких технологий, чтобы воочию наблюдать движения электрических зарядов. Все что мы видим в учебниках и научных трудах это некая абстракция созданная в результате многочисленных наблюдений.
Если интересно, возьмите любой учебник по физике. Так как мы его не видим электрического тока и всех процессов протекающих в проводнике, тогда попробуем создать аналогию. И традиционно электрический ток текущий в проводнике сравнивают с водой бегущей по трубам.
Ну трубы это само собой проводник. Хорошо, электрический ток мы себе представили, но а что такое напряжение? Сейчас помозгуем.
Но что происходит с водой бегущей из резервуара расположенного высоко над землей? Вода устремляется бурным потоком из резервуара к поверхности земли, гонимая силами тяготения. И чем выше от земли расположен резервуар тем с большей скоростью вытекает вода из шланга.
Понимаете о чем я говорю? Чем выше резервуар, тем больше сила читай напряжение воздействующая на воду. И тем больше скорость водного потока читай сила тока. Теперь становится понятно и в голове начинает создаваться красочная картинка.
Хорошо, обратимся снова к нашей водопроводной аналогии. Наш резервуар находится на возвышенности что позволяет воде беспрепятственно стекать по трубе вниз. Так как бак с водой на высоте, то и потенциал этой точки будет более высоким или более положительным чем тот что находится на уровне земли.
Видите что получается? У нас появилось две точки имеющие разные потенциалы, точнее разную величину потенциала. Получается, для того чтобы электрический ток мог бежать по проводу, потенциалы не должны быть равны.
Ток бежит от точки с большим потенциалом к точки с меньшим потенциалом. Помните такое выражение, что ток бежит от плюса к минусу. Так вот это все тоже самое. Плюс это более положительный потенциал а минус более отрицательный. Кстати а хотите вопрос на засыпку?
Что произойдет с током, если величины потенциалов будет периодически меняться местами? Тогда мы будем наблюдать то как электрический ток меняет свое направление на противоположное каждый раз как потенциалы поменяются. Это получится уже переменный ток. Но его мы пока рассматривать не будем, дабы в голове сформировалось ясное понимание процессов.
Для замера напряжение используется прибор вольтметр, хотя сейчас наиболее популярны мультиметры. Мультиметр это такой комбинированный прибор имеющий в себе много чего.
О нем я писал в статье и рассказывал как им пользоваться. Вольтметр это как раз тот прибор который измеряет разность потенциалов между двумя точками. Не важно главное это должна быть точка имеющая наименьший потенциал во всей схеме.
Итак чтобы измерить напряжение постоянного тока между двумя точками, делаем следующее. Черный минусовой щуп вольтметра втыкается в ту точку, где предположительно мы можем наблюдать точку с меньшим потенциалом НОЛЬ.
Красный щуп плюсовой втыкаем в точку, потенциал которой нам интересен. В отличие от напряжения, которое замеряется в двух точках, величина тока замеряется в одной точке. Так как сила тока или говорят просто ток по нашей аналогии есть скорость течения воды, то эту скорость нужно замерять только в одной точке.
Както так. Аналогично если вернемся в реальный мир нашей электрической модели, то получим тоже самое. Чтобы замерить величину электрического тока, нам нужно подключить в разрыв электрической цепи нехитрый прибор — амперметр.
Амперметр также входит в состав мультиметра. Вы также можете почитать в моей статье. Щупы мультиметра нужно переставить в режим измерения тока. Затем перекусываем наш проводник, и подключаем обрывки провода к мультиметру и вуаля — на экране мультиметра будет показана величина тока.
Про сопротивление я сегодня не говорил, но я думаю что вы поняли. Сопротивление электрическому току оказывается материалом проводника. В нашей водопроводной системе сопротивление току воды оказывают ржавые трубы, забитые ржавчиной и прочей какой. Таким образом закон Ома работает во всей своей красе что для водопроводной системы, что для электрической. Может быть мне податься в сантехники, уж очень много схожего. Чем выше задран резервуар с водой, тем быстрее по трубам будет теч вода.
Но если трубы загажены то скорость будет меньше. Чем больше сопротивление воде тем медленнее она будет теч. Если засор, то вода вообще может встать. Ну и для электричества. Напряжение может быть очень большим, но ток может не теч из-за обрыва. А обрыв это все равно, что если вместо металлического проводника мы подключили проводник из воздуха, а воздух обладает просто гигантским сопротивлением.
Чтоже дорогие друзья, вот и подходит время закругляться, вроде все что хотел сказать в этой статье я сказал. Если остаются какие-либо вопросы спрашивайте в комментариях. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок! Конструктор представляет собой набор полноценных радиодеталей имеющих спец.
Радиокомпоненты монтируются на специальную плату — основание, что позволяет в конечном итоге получить вполне функциональные радиоконструкции.
Этот опыт я считаю очень важен и для многих он может оказаться бесценным. Вот несколько примеров того, что Вы можете сделать благодаря этому конструктору:. Летающий пропеллер; Лампа,включаемая хлопком в ладоши или струей воздуха; Управляемые звуки звездных войн, пожарной машины или скорой помощи; Музыкальный вентилятор; Электрическое световое ружье; Изучение азбуки Морзе; Детектор лжи; Автоматический уличный фонарь; Мегафон; Радиостанция; Электронный метроном; Радиоприемники, в том числе FM диапазона; Устройство, напоминающее о наступлении темноты или рассвета; Сигнализация о том, что ребенок мокрый; Защитная сигнализация; Музыкальный дверной замок; Лампы при параллельном и последовательном соединении; Резистор как ограничитель тока; Заряд и разряд конденсатора; Тестер электропроводимости; Усилительный эффект транзистора; Схема Дарлингтона.
Share Читайте также: 11 Биполярный транзистор 9 сентября Так и не понял что такое напряжение. Смог бы автор это объяснить. Распространение магнитного поля по проводнику не увидел. Откуда вытекает ток из батарейки или где цепь замкнули при первом и повторном разе не описали, вдруг проводник длинной в миллион км. Судя по этому утверждению улететь с Земли невозможно, так как выше значит сильнее сила притяжения.
Поэтому я вообще не понимаю как из этого примера можно понять про напряжение. Следуя такой логике, чем длиннее провода, тем выше напряжение? Это же, товарищи, перпетум-мобиле! Чтож, Алекс, видимо вы не понимаете того, что я хотел донести в этой статье. Очень жаль… Резервуар с водой и сама вода это метафора, ее не нужно понимать буквально. А так статья то что надо, спасибо! Ваш e-mail не будет опубликован.
Операционный усилитель для чайников. Печатные платы делаем сами своими руками.
Научный форум dxdy
Так давайте же узнаем вспомним , что это за закон, и смело пойдем гулять.
Как понять закон Ома? Нужно просто разобраться в том, что есть что в его определении. И начать следует с определения силы тока, напряжения и сопротивления. Пусть в каком-то проводнике течет ток. То есть, происходит направленное движение заряженных частиц — допустим, это электроны.
Естественно, чем больше сопротивление участка цепи, тем меньше будет сила тока. Соответственно, чем больше напряжение, тем и.
Заблуждение → Чем больше напряжение электрического тока, тем он опаснее для человека
Не имея определенных начальных знаний об электричестве, тяжело себе представить, как работают электрические приборы, почему вообще они работают, почему надо включать телевизор в розетку, чтобы он заработал, а фонарику хватает маленькой батарейки, чтобы он светил в темноте. Электричество — это природное явление, подтверждающее существование, взаимодействие и движение электрических зарядов. Электричество впервые было обнаружено еще в VII веке до н. Фалес обратил внимание на то, что если кусочек янтаря потереть о шерсть, он начинает притягивать к себе легкие предметы.
Янтарь на древнегреческом — электрон. Вот так и представляю себе, сидит Фалес, трет кусок янтаря о свой гиматий это шерстяная верхняя одежда у древних греков , а затем с озадаченным видом смотрит, как к янтарю притягиваются волосы, обрывки ниток, перья и клочки бумаги. Данное явление называется статическим электричеством.
Электричество, ток, напряжение, сопротивление и мощность
Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на нем. Это значит, что с увеличением напряжения увеличивается и сила тока. Однако при одинаковом напряжении, но использовании разных проводников сила тока различна. Можно сказать по-другому. Если увеличивать напряжение, то хотя сила тока и будет увеличиваться, но везде по-разному, в зависимости от свойств проводника.
Онлайн калькулятор Решение матриц Конвертор величин Решение кв. Решение задач по математике, физике, химии, геометрии….
Закон Ома для «чайников»: понятие, формула, объяснение
Электроника для начинающих Электроника для начинающих.
Основы электроники. Занимательная электроника для детей и не только! Электроника для детей. Мастерская юного электронщика.
От чего зависит сопротивление
С детского сада нас учат: в электрической розетке ток высокого напряжения и, засунув туда палец или что-нибудь железное, мы рискуем навсегда покинуть этот мир. Поэтому у современного человека вырабатывается стойкое убеждение о том, что чем выше напряжение электрического тока, тем более он опасен для человека. С одной стороны, это верно, а с другой — нет, потому что необходимо учитывать не только напряжение, но и силу тока. Электрический ток, текущий в любых проводниках или средах, характеризуется двумя основными характеристиками: напряжением разностью потенциалов и силой тока. Необходимо заметить, что у тока гораздо больше параметров, но именно его сила и напряжение имеют важное практическое значение, так что чаще всего говорят именно о них.
Дак чем больше напряжение тем меньше ток? А как же закон ома? А какже лампочка расчитанная на мощиность 60Вт и напряжение.
Что убивает – напряжение или ток?
Бьют не вольты, бьют амперы. Если человека ударило током, то он может пострадать от большой силы тока и от малого напряжения. И если было большое напряжение и большое сопротивление, то сила тока будет маленькой, а значит и меньше последствий.
Всем привет, на связи с вами снова Владимир Васильев. Новогодние празднования подходят к концу, а значить надо готовиться к рабочим будням, с чем вас дорогие друзья и поздравляю! Кто тот посетитель моего блога, что каждый день заходит почитать мои посты? А может это какой -нибудь доктор радиотехнических наук зашел посмотреть как спаять схему мультивибратора? Им может быть интересно лишь из праздного любопытства, мне конечно очень приятно и я жду каждого с распростертыми объятьями. Так что я пришел к выводу, что основной контингент моего блога да и большинства радиолюбительских сайтов это новички и любители рыскающие по интернету в поисках полезной информации.
Здравствуйте, гость Вход Регистрация.
Водоснабжение и канализация. Раздел: Быт. Ток, протекающий через сопротивление, тем больше, чем меньше сопротивление и чем больше напряжение. Если прибор с сопротивлением 10 Ом подключен к напряжению в 6 В, то в нем течет ток в 0,6 А. Если этот же прибор подключить к напряжению в В, то ток составит 23 А. Каждый прибор может быть подключен только к тому напряжению, на которое он рассчитан. Допустимое рабочее напряжение указывается на специальной табличке на корпусе прибора.
Этот вопрос однажды задал мне преподаватель по электротехнике, когда я начал путать понятия. Чтобы понять, что же всё-таки убивает , напряжение или ток, давайте разберёмся с понятиями. Представьте бак с водой, поднятый на некоторую высоту или водонапорную башню. Чем выше поднят бак, тем сильнее давление в трубах.
Калькулятор зависимости силы тока от напряжения и сопротивления. Ом
Как мы говорили ранее, Ом единица измерения выражающая сопротивления цепи протеканию тока.
Один Ом сопротивления позволит протекать току в 1Ампер через цепь (через потребителя) когда к ней приложено напряжение в 1 Вольт. Давайте попробуем разобрать это на более понятном примере.
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.
Давайте представим, что у нас есть источник питания с напряжением 12 Вольт и с допустимой силой тока в 1 Ампер.
Если подключим к такому источнику нагрузку в виде сопротивления 24 Ома, через чем будет протекать ток равный ½ максимально допустимого тока – тоесть 0,5 Ампера.
Если параллельно мы подключим еще одно сопротивление 24 Ома сила тока достигнет максимально допустимой в 1 Ампер.
Схема зависимости силы тока от сопротивления нагрузки
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.
По сути тоже самое происходит когда вы подключаете низкоомную нагрузку к усилителю. Если вы подключите к усилителю нагрузку (скажем динамик) с сопротивлением меньше, чем заявленная в характеристиках усилителя, он может сгореть. Тоже самое произойдет, если вы подключите несколько динамиков параллельно, тем самым увеличив силу тока а значит и мощность.
Сопротивление нагрузки может служить инструментом регулировки выходной мощности усилителя. Чем меньше сопротивление нагрузки тем больший будет протекать через него, а значит и мощность будет больше. Не забываейте, что нельзя допускать понижения сопротивления ниже заявленных параметров усилителя . Помните что короткое замыкание это 0 Ом! Наверно вы уже догадываетесь почему.
Пример расчета зависимости силы тока от сопротивления проводника или потребителя (нагрузки)
Так как основные примеры электроники мы рассматриваем на примерах автозвука.
… Давайте предположим, что у нас есть усилитель мощностью 100 Ватт (мощность мы разберем более подробно чуть позже) и он рассчитан на минимальное сопротивление 4 Ома.
Это означает, что усилитель может генерировать мощность до 100 Ватт на нагрузку в 4 Ома, и если сопротивление нагрузки будет меньше, вполне вероятно он сгорит.
Для того что бы достичь мощности в 100 Ватт на 5 Ома через цепь нагрузки должен протекать ток в 5 Ампер.
Для того что бы такой ток протекал через нагрузку 4 Ома, необходимо создать разность потенциалов (напряжение) на контактах динамика в 20 Вольт. (то есть при максимальной мощности, напряжение на контактах динамика будет равно 20 Вольт).
Пусть множество этих цифр не сбивает вас с толку, мы ниже более подробно рассмотрим все определения.
Ниже приведен калькулятор который рассчитывает силу тока в зависимости от напряжения и сопротивления.
Калькулятор зависимости силы тока от напряжения и сопротивления.
| Исходные данные | |||
| Ohms | |||
| Volts | |||
| Результат | |||
| Сила тока = | A | ||
Если вы введете наши исходные данные 20 Вольт и 4 Ома в исходные параметры, вы увидите в результатах калькулятора что через нагрузку будет протекать ток в 5 Ампер.
Если вы уменьшите сопротивление до 2 Ом, сила тока увеличится вдвое. Но как мы помним максимальная допустимая сила тока для нашего усилителя 5 Ампер и более низкое сопротивление нагрузки приведет к повышению силы тока, а это может повредить ваш усилитель.
Используйте этот калькулятор для расчета силы тока протекающего через нагрузку.
– Калькулятор наглядно продемонстрирует вам как напряжение приложенное к нагрузке, а так же сопротивление нагрузки, влияет на ток протекающий в цепи
– вы можете отдельно менять Вольтаж и сопротивление
– обратите внимание, что увеличение силы тока обычно связано с увеличением приложенного напряжения и УМЕНЬШЕНИЕМ сопротивления.
Понижение силы тока связано обычно с понижением напряжения и УВЕЛИЧЕНИЕМ сопротивления.
п.с. Когда вы покупаете динамики для вашей аудиосистемы вы должны знать минимальное сопротивление на которое рассчитан ваш усилитель, что бы получить от него максимальную мощность. Зная параметры усилителя вы можете точно выбрать правильный динамик (как с одной катушкой так и с двумя – помните о параллельном и последовательном соединении).
!!! Помните что Ом это единица выражающая сопротивление нагрузки протеканию электрического тока.
Как большее напряжение (большая разность потенциалов) означает больший ток?
спросил
Изменено 2 года назад
Просмотрено 2к раз
$\begingroup$
Я знаю, что напряжение — это разница в потенциальной электрической энергии между двумя точками, и что более высокое напряжение означает больше энергии на колумб заряда (т. е. 9Батарея V означает 9 джоулей на колонку). Но как увеличение напряжения означает увеличение тока?
Почему увеличение разности потенциалов означает увеличение тока?
- электрический ток
- потенциал
- электрическое сопротивление
- напряжение
- аккумуляторы
$\endgroup$
1
$\begingroup$
Большее напряжение означает, что электроны пытаются сильнее оттолкнуться друг от друга.
Чем сильнее они пытаются оттолкнуть друг друга, тем с большей силой они двигаются, а это значит, что они способны с большей готовностью преодолевать препятствия (такие как сопротивление), а это означает, что большее их количество будет преодолевать указанные препятствия в любой данный момент времени. время.
Как давление в баллоне с воздухом. Чем больше воздуха вы нагнетаете в баллон, тем выше становится давление, равное силе, с которой газ пытается распространиться, чтобы уйти от самого себя. Затем, если вы откроете резервуар, чтобы выпустить воздух, воздушный поток будет выше, когда давление выше, чем когда оно ниже. Та же идея.
$\endgroup$
$\begingroup$
Я знаю, что напряжение – это разность потенциальной электрической энергии между 2 баллами
Не совсем. Напряжение — это разница электрических потенциалов между двумя точками (энергия на единицу заряда).
, и что более высокое напряжение означает больше энергии для одного столба заряда. (т.е. батарея 9В означает 9 джоулей на колонку).
По существу да. Но лучше сказать, что более высокое напряжение означает, что на единицу заряда выполняется больше работы для перемещения заряда между двумя точками.
Но как увеличение напряжения означает увеличение тока? Почему увеличение разности потенциалов означает больший ток?
Электрический ток через поверхность определяется как скорость переноса заряда по этой поверхности. Чем больше скорость переноса заряда (тока), тем больше кинетическая энергия заряда. Более высокое напряжение означает, что больше работы выполняется на единицу заряда напряжением при перемещении его между двумя точками, тем самым обеспечивая большую кинетическую энергию на единицу заряда для преодоления сопротивления. Это означает более высокий ток.
Надеюсь, это поможет.
$\endgroup$ 9b\vec{E}\cdot d\vec{\ell}$$
Где $V_{ab}$ — напряжение между точками $a$ и $b$, а $d\vec\ell$ — элемент пути между этими точками.
Это означает, что напряжение говорит вам что-то об электрическом поле между этими точками, не определяя полностью электрическое поле во всех точках между ними (поэтому я называю это «суммой»).
Это также означает, что если напряжение между двумя точками выше, это указывает на более сильное электрическое поле в пространстве между ними. И если в какой-то области есть более сильное электрическое поле, то заряженная частица в этой области будет испытывать более сильные силы и иметь тенденцию к большему ускорению и движению с более высокой средней скоростью, производя больший ток. (Но, конечно, это все лишь тенденции, бывают исключения и т. д.)
$\endgroup$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
электрических цепей – Почему большее напряжение означает больший ток?
Я знаю, что этот вопрос какое-то время оставался нетронутым, но я сам думал об этом вопросе и не смог найти его тщательного изучения, несмотря на то, что, как утверждает OP, это, по-видимому, довольно простой вопрос. Никто еще не обратился именно к , почему аналогия с водопадом не работает, только заявив, что это не «хорошая» аналогия. Наоборот, я думаю, что — это хорошая аналогия, ведь вам было бы трудно объяснить принципиальное различие между действием сил гравитации на молекулы воды в водопаде и электрическими силами на заряды в цепи, не прибегая к к квантово-механическим аргументам. Так почему же аналогия кажется несостоятельной?
Почему увеличение высоты водопада не увеличивает ток (воды), при увеличении разности потенциалов в цепи увеличивает электрический ток?
I.
Понимание водопадного течения.
Сначала давайте разберемся, что именно вызывает течение в водопаде. Молекулы воды, проходящие через вершину водопада, имеют нулевую нисходящую скорость (скорость изначально тангенциальна), но когда они опрокидываются через край, вниз действует сила (сила гравитации), которая ускоряет эти молекулы вниз, вызывая тем самым увеличивающийся нисходящий поток. . Однако они не ускоряются бесконечно, потому что действующие силы сопротивления (зависящие от скорости) означают, что молекулы достигают предельной скорости (при условии, что водопад достаточно высок, чтобы молекулы могли достичь этой скорости). Эта конечная скорость $v$ достигается, когда сила тяжести равна силам сопротивления. «Ток» водопада пропорционален этой скорости.
Обращая внимание на молекулярные причины тока, мы фактически не ссылаемся на $V$, разность потенциалов. Это связано с тем, что ток вызывается не разностью потенциалов, а силой $F$, которая в нашем случае равна $mV/h$, где $h$ — высота водопада, а $m$ — высота водопада.
масса молекулы воды. Так и должно быть — мы знаем, что второй закон Ньютона говорит нам, что силы вызывают ускорения (изменения $V$ на расстоянии), а не абсолютные изменения $V$. Мораль этой истории заключается в том, что при объяснении динамики системы мы не можем рассматривать только изменения в $V$, но также должны учитывать расстояние, на котором происходят эти изменения, $h$.
Теперь скажем, что мы удваиваем высоту водопада. Тогда действительно разность потенциалов $V$ между верхом и низом удвоилась, но нет необходимости говорить, что мы также удвоили высоту $h$! Итак, удвоив высоту водопада, мы отправили:
$$ В \mapsto 2V\\ ч\мапсто 2ч. $$
Теперь мы знаем, что вещь, которая на самом деле совершает работу над частицами воды, это не разность потенциалов, а сила $F$, которая в нашем случае равна:
$$F_{new}=m\frac {2V}{2h}=m\frac{V}{h} = F_{old}$$
Очевидно, мы можем видеть, что удвоение и $V$ и $h$ дает одинаковую силу и, следовательно, один и тот же ток.
Другими словами, течение водопада (при условии, что он достаточно высок для достижения конечной скорости) определяется силой гравитационного поля $g$, и изменение высоты водопада никак не влияет на это.
II. Ток цепи.
Вот вам и водопадный корпус, а как насчет схем?
Проводя аналогию между водопадом и цепью, OP правильно указывает, что удвоение разности потенциалов $V$ на резисторе с сопротивлением $R$ удваивает ток $I$, но не учитывает удвоение ‘ высота’ $h$. Итак, предположим, что мы удваиваем разность потенциалов на некотором резисторе, но при этом увеличиваем «высоту» резистора. Что означает удвоение высоты в этом контексте? В случае водопада $h$ — это общее расстояние, которое молекулы воды проходят параллельно полю, поэтому соответствующий параметр в цепи — это длина резистора $l$. Теперь удвоение длины резистора в цепи равносильно простому последовательному добавлению второго такого же резистора. Но тем самым мы удвоили сопротивление $R$! Итак, мы отправили:
$$
В \mapsto 2V\\
R\mapsto 2R.
$$
Итак, очевидно:
$$ Я = В/Р $$
остается прежним! Парадокс разрешился.
III. Почему путаница?
Я думаю, что основная трудность в понимании этих аналогий заключается в том, что закон Ома кажется противоречащим второму закону Ньютона — в частности, кажется, что , а не не принимают во внимание масштабы длины! Однако, конечно, не учитывает шкалы длин – они просто скрыты в формуле для сопротивления $R$.
В обеих наших ситуациях механика отдельных частиц одинакова. У нас есть некоторая постоянная сила, которая ускоряет частицы ($mg$ или $qE$), но сила сопротивления, зависящая от скорости, означает, что достигается конечная скорость, которая зависит от величины действующей силы. Ток просто пропорционален этой конечной скорости. В случае с водопадом сопротивления вызывают старые добрые силы трения, тогда как в случае с цепью эту силу сопротивления вызывают столкновения с электронами, что приводит к выделению тепла в резисторе ($P=VI$ и т.
д.). В этих случаях конечная скорость (соответствующая току) пропорциональна силе, действующей на частицы. Итак, у нас есть:
$$ I \propto F, $$
и когда мы работаем с точки зрения потенциалов вместо сил, мы получаем:
$$ I \propto \frac{V}{x}, $$
, где $x$ — наша шкала длины. Однако закон Ома просто утверждает, что:
$$ I \ propto V $$
без учета длин!
Ответ заключается в том, что, конечно же, шкала длины $x$ скрыта в формуле сопротивления резистора $R$. В (II) я утверждаю, что удвоение длины резистора, по сути, «то же самое», что добавление дополнительного резистора последовательно. Чтобы обосновать этот аргумент, сошлемся на формулу сопротивления некоторого материала, основанную на его удельном сопротивлении $\rho$:
$$ R = х \ гидроразрыва {\ rho} {A}, $$
, где $A$ — площадь поперечного сечения материала (предполагается, что это своего рода призма). Итак, закон Ома на самом деле утверждает, что:
$$ V = Ix (\ гидроразрыва {\ rho} {A}), $$
, который, к счастью, восстанавливается:
$$
I \propto \frac{V}{x}.