Как мне доказать моему учителю физики, что параллельное добавление батареи не удваивает ток?


85

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Мой учитель физики сказал, что ток через резистор равен 4А, потому что каждая батарея имеет ток 2А, если она подключена к резистору сама по себе, и поэтому у них обоих есть ток 2А через них, так что резистор имеет 4А через него из-за правило перехода (это было объяснение, которое она дала, когда я спросил ее, почему общий ток не был 2А), однако это не так, потому что ток через резистор составляет 2А, когда напряжение равно 80 (эти батареи параллельны) и так есть 1А через каждую батарею. Как мне объяснить, что ее логика не работает, так как ток не удваивается, когда вы добавляете другую батарею?

Изменить: Ее ответ мне, когда я спросил о законе Ома: каждая батарея обеспечивает 2А тока самостоятельно, поэтому они объединяются, потому что, по-видимому, вы можете обрабатывать каждую петлю отдельно, поэтому тогда по правилу соединения, токи 2А соединяются, чтобы стать 4А ,


50
Спросите, нарушен ли закон Ома в этом «особом» случае.
Самуил

54
@AbhinavDiddee В конце концов, реальный ответ: вам не нужно ее исправлять. Если это для оценки, то борись с ней, но если это ошибка лекции, просто продолжай. Если это просто ради того, чтобы быть правым, вы ничего не получите, доказав это.
Самуил

4
Здесь много сложных ответов - проще говоря, ваша фара не становится ярче, потому что вы устанавливаете большую батарею в свой автомобиль (при условии, что батарея того же напряжения).
SteveJ

60
@ Сэмюэль: Но смысл обучения в том, чтобы учиться, а не получать оценки. Теперь весь класс изучает электронику неправильно.
Матти Вирккунен

13
И во что бы то ни стало, поправьте учителя. Человечество не прогрессирует, если мы не исправим ошибки. Будьте добры, будьте уважительны, заставляйте ее держать лицо, но исправляйте фактические ошибки. Сделайте это забавной вещью, ставкой, проведите эксперимент, как предложено в ответах.
Питер - Восстановить Монику

Ответы:


120

Просто спросите ее, какое напряжение на резисторе


13
Насколько хорошо разработаны многие другие ответы, это кажется наиболее практичным подходом.
Nat

9
Я согласен с этим. Для студента важно взять на себя роль студента и вести себя как таковой. Студенты должны задавать вопросы.
axsvl77

14
Очевидно, что напряжение составляет 160 В, иначе как бы сложились токи? ;-)
Фил

4
@Dirk Это действительно проблема со списком «горячих сетевых вопросов». И меня это тоже иногда раздражает. Но в этом случае мне не стыдно сказать, что я проголосовал за ваш ответ, так как он точно касается главного вопроса: «Как мне исправить моего учителя физики», который является одновременно проблемой межличностных навыков и проблемой ЭЭ. Ваш ответ на самом деле гораздо больше, чем просто саркастический комментарий, как вы его описываете. И прелесть в том, что он ничего не утверждает и не объясняет. Он просто задает простой вопрос. Нет, действительно, это заслуживает некоторых голосов.
Дим

4
Честно говоря @DirkBruere, это имеет для меня больше смысла, чем другие. I = V / R. Простота. Больше нечего сказать.
CramerTV

95

Способ 1

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Рисунок 1. Простой практический эксперимент.

Выполнение эксперимента со схемой на рисунке 1 продемонстрирует, что параллельные источники напряжения не изменяют ток. Вы должны получить показание 9 мА с одной или обеими батареями в цепи.

Способ 2

Мысленный эксперимент:

схематический

смоделировать эту схему

Рисунок 2. Батарейный отсек имеет две батареи и переключатель, положение которого не видно.

  • Какое напряжение на клеммах, где провода выходят из коробки?
  • Изменится ли он, если я замкну выключатель?
  • Каков ожидаемый ток для этого напряжения?

64
Спорить с мультиметром будет сложно. Это будет гораздо более упрямым, чем учитель.
Транзистор

9
@Transistor Вы хотите :-(. Учителя и политики могут быть невероятно упрямы перед лицом фактов.
Карл Виттофт

10
@CarlWitthoft Если она хороший учитель, она должна признать, что эксперимент доказывает ее неправоту. Однако, если нет, ОП получит задержание за то, что он «умник».
user253751

7
Я бы пошел дальше и предложил бы провести именно этот эксперимент - использовать его как шанс что-то сделать со своим учителем, а не против нее
Taniwha

4
Да! Это ответ: провести эксперимент. Неопровержимые доказательства, участие студентов, оживленная дискуссия - мечта каждого учителя. И А.
Питер - Восстановить Монику

41

Он сказал, что

каждая батарея имеет ток 2А, если подключена к резистору сама по себе, и поэтому у них обоих есть ток 2А через них

Правильно. Обе цепи имеют 2А через них.

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

так что резистор имеет 4А всего через него из-за правила соединения

Но если мы объединим вышеупомянутые схемы в одну, мы получим это вместо оригинальной схемы.

схематический

смоделировать эту схему

Оба резистора имеют 2А через них, всего 4А.

Обновление: Конечно, вы не можете просто взять две независимые схемы, соединить их вместе так, как вам нравится, и ожидать, что впоследствии они будут работать одинаково. Но это ничего не изменит, если вы соедините несколько точек с одинаковым потенциалом.

Теперь основной вопрос. Каково результирующее сопротивление параллельно включенных резисторов R1 = 40 Ом и R2 = 40 Ом?

1140+140=20

поэтому эквивалентная схема довольно

схематический

смоделировать эту схему


3
Несмотря на то, что он дает правильный результат в этом случае, не кажется очевидным, что именно так вы должны комбинировать схемы, чтобы вызвать суперпозицию. Даже не кажется очевидным, что вы должны иметь возможность комбинировать схемы для наложения суперпозиции.
Vaelus

По этой логической суперпозиции никогда не будет работать?
DonQuiKong

5
@Values ​​Действительно, вы не можете просто копировать или разделять компоненты, когда вы делаете суперпозицию. Суперпозиция означает рассмотрение источников энергии изолированно и затем суммирование результатов. Другие источники энергии, не рассматриваемые в данный момент, должны оставаться в контуре, но не возбуждать его. Таким образом, источники напряжения ведут себя как источники 0 В с нулевым сопротивлением (короткое замыкание); источники тока ведут себя как источники 0А с бесконечным сопротивлением (размыкаются).
Каз

@DonQuiKong Суперпозиция работает всякий раз, когда работает вышеуказанная логика. Например, суперпозиция применяется в части квантовой механики, потому что основные уравнения там линейные, так что любая линейная комбинация решений сама по себе является обязательно решением. Приведенный выше ответ демонстрирует, что он не работает в данном конкретном случае.
Нат

3
Ваш метод «объединения цепей как один» так же несовершенен, как и метод учителя. Это работает в данном конкретном случае, потому что разность потенциалов в обеих цепях, где установлены соединения, одинаковы, но в целом работать не будет.
Бен Фойгт

33

Другие уже обильно указали на неправильные рассуждения учителя. Я хочу упомянуть другую часть этого, где также, кажется, некоторая путаница.

Теперь мы все понимаем, что ток через резистор равен 2 А. Однако в реальном мире неверно говорить, что каждая батарея, следовательно, подает 1 А. Общая сумма, подаваемая двумя батареями, составляет 2 А, но на практике вы можете ' я действительно предполагаю, что батареи делят ток одинаково.

Батареи довольно сложны в электрическом и химическом отношении, и история имеет большое значение. В реальном мире нельзя предполагать, что две батареи идентичны.

В первом приближении вы можете рассматривать батарею как источник напряжения, последовательно соединенный с сопротивлением. Напряжение - это то, что вызывает химическая реакция. Это зависит от точного химического состава, который изменяется со временем, прошлой историей, недавним текущим спросом и температурой.

Последовательное сопротивление частично моделирует, насколько легко ионы могут диффундировать через электролит батареи, но также включает сопротивление соединений и значительно варьируется в зависимости от того, насколько истощена батарея.

Даже используя только эту простую модель батарей, у вас действительно есть эта схема:

В зависимости от значений R1 и R2 и точных внутренних напряжений батареи, ток, подаваемый одной батареей относительно другой, может значительно различаться.

Однако закон Ома остается в силе, и ток через резистор будет напряжением на нем, деленным на его сопротивление.


4
Это правильный взгляд на это. Учитель прав в ПРЕДЕЛЕ, где R1 и R2 намного больше, чем R3, но все испортилось, потому что R1 и R2 не показаны на диаграмме. ОП верен в пределе, где R3 намного больше, чем R1 и R2. Реальный результат будет где-то посередине.
Дауд ибн Карим

Кто бы это ни отрицал, пожалуйста, объясните, что вы считаете неправильным.
Олин Латроп

@DawoodibnKareem, да, это в принципе правильно, но идея схемы, в которой внутреннее сопротивление батареи находится вокруг уровня сопротивления нагрузки (не говоря уже о более высоком), кажется довольно ... непрактичной. И не к месту на уровне образования, где внутреннее сопротивление полностью игнорируется, как здесь. Кроме того, большая часть напряжения 80 В будет потеряна во внутренних сопротивлениях в этом случае, поэтому ток 2 А будет далек от истины.
ilkkachu

20

Ошибка заключается в неправильном применении теоремы о суперпозиции.

Схема не соответствует критериям для нескольких независимых источников. Тест замыкает один источник напряжения на 0 В (что часто делается в преобразованиях) и понимает, что изменение напряжения на одном не должно влиять на любые другие (т.е. истинные источники напряжения 0 Ом), чтобы быть независимыми.


это просто «логическая» диаграмма, а не настоящая «аналоговая» схема. Она применяла теорему суперпозиции. пересмотреть его. Проблема в том, что это похоже на два независимых источника, необходимых для применения теоремы, но они явно не являются. Чтобы сделать это, как два идентичных источника питания, вы должны понимать, что не существует такого понятия, как источники с нулевым (0) Ом, и добавить миллиом для соответствия критериям для нескольких независимых источников. тогда суперпозиция приводит к правильному ответу. Если вы используете модель, то вы говорите, что одна является избыточной за счет сокращения модели «упрощением», и уменьшаете ее до 1. или используете закон
Ома

3
Ой, я неправильно прочитал ваш ответ раньше. Теорема о суперпозиции действительно неприменима для начала. Спасибо за разъяснения.
Авиатор

Хороший вопрос .....
Миту Радж

17

Скажи ей, что мозговые пукающие - это нормально. Это случается с лучшими из нас.

I=UR=8040=2 A

4 A

Больше параллельных источников напряжения параллельно = тот же источник напряжения = тот же ток. Если она не может смириться с тем, что она пукнула, спросите ее, как схема эквивалентна батарейкам, соединенным последовательно (а это не так).

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Просто покажи ей это изображение. Или отправьте ей эту ссылку .


10
@AbhinavDiddee Честно говоря, не твоя работа - рассказывать своему учителю, как делать свою работу, если она делает более опасные ошибки, тогда я пойду к ее начальнику или директору и скажу им об этом и скажу, что она не будет слушать / принимать ее ошибка. Если директор встает на ее сторону, то происходит нечто действительно интересное. - У меня был учитель, который пускал мозги в каждую лекцию как минимум дважды, иногда целых 5 раз. Все студенты перестали доверять учителю, это был наш последний год и простой курс, поэтому никто из студентов не удосужился рассказать своему боссу.
Гарри Свенссон

6
@AbhinavDiddee Правило соединения Кирхгофа говорит только о том, что ток в резисторе должен быть равен току, обеспечиваемому источниками питания. Похоже, ваш профи смешивает суперпозицию и kirchoff.
Самуил

11
@AbhinavDiddee Это не имеет смысла, и это явно неправильно. Ее ошибка: батареи не являются источниками тока, они не обеспечивают ток. Они являются источниками напряжения. (Если бы они обеспечивали ток, то они изменили бы свое напряжение на 160 В, чтобы каждый ток оставался на уровне 2 А. Вместо этого аккумуляторы делят ток. При добавлении двух батарей ток резистора остается неизменным, и ток каждой батареи отключается. половина.)
wbeaty

11
Вот аналогия для нее. В электросети есть сотни или тысячи отдельных генераторов, все параллельно. Но независимо от того, сколько, ваш 100-ваттный свет по-прежнему потребляет то же количество тока и светит с той же яркостью. Если она говорит, что она другая, потому что это переменный ток, она действительно невежественна.
DoxyLover

5
Я не думаю, что когда-либо говорить людям, которые не принимают их ошибок, что «мозговые пердежи в порядке» когда-либо работало.
DonQuiKong

15

Вот как неправильно применяется принцип суперпозиции.

Когда мы применяем метод суперпозиции, мы рассматриваем каждый источник энергии в цепи изолированно, одновременно «отключая» другие источники энергии. Затем мы добавляем результаты. «Отключение» других источников энергии означает уменьшение их до нуля: 0 В для источников напряжения и 0 А для источников тока.

Теперь (идеальные) источники напряжения имеют нулевое сопротивление. Поэтому, когда они выключены, они становятся короткими: кусок идеального провода. Идеальные источники тока имеют бесконечный импеданс. Когда они выключены и генерируют ток 0А, они открыты.

Таким образом, в двух словах: источники напряжения, которые не рассматриваются, закорочены; источники тока открыты.

Ошибка учителя заключается в замене исключенного источника питания, источника напряжения, на разомкнутую цепь: буквально вытаскивая ее из принципиальной схемы. Это верно только для источников тока.

Ω

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Ага! И вот теперь происходит то, что большая часть тока протекает через делитель напряжения R2-R3. Узел цепи между R2 и R3 находится почти на 40 В, и поэтому R1 видит 1А тока.

Конечно, промежуточное напряжение очень чувствительно к точным значениям R2 и R3, что нереально. Это не проблема.

mΩ

(Чтобы моделировать это с большей реалистичностью, мы должны включить внутреннее сопротивление батареи. То есть мы не заменяем батареи, которые мы анализируем, не короткими замыканиями, а их внутренним сопротивлением.)

Почему применяется упрощенное рассуждение делителя напряжения: это потому, что маленькие значения R2-R3 перекрывают большое значение R1. Мы можем нарисовать схему анализа следующим образом:

схематический

смоделировать эту схему

Когда полное сопротивление через делитель напряжения меньше, чем примерно в двадцать раз меньше его нагрузки (правило 1:20), мы можем сделать вид, что нагрузки нет при расчете напряжения в средней точке. Здесь разница в тысячи, благодаря сознательному выбору R2 и R3.

Конечно, вместо этого краткого рассуждения мы можем провести точный анализ, согласно которому ток через R2 равен сумме токов через R3 и R1, а напряжение средней точки оказывается чуть меньше 40 В из-за крошечного Эффект нагрузки R1.


Люблю этот ответ. +1
Сергей Колодяжный

Небольшая поправка: не должно ли R1 во второй схеме быть 40 Ом?
Сергей Колодяжный

@SergiyKolodyazhnyy Да, это должен быть тот же R1; Я починил это.
Каз

3
@SergiyKolodyazhnyy Это очень популистский ответ, рассчитанный на то, чтобы полагаться на любовь, которая излилась на делители напряжения в этой среде.
Каз

13

Аккумулятор не подает ток, он подает напряжение

Ваш учитель идет не так, как надо:

каждая батарея обеспечивает 2А тока самостоятельно

Идеальная батарея не обеспечивает постоянный ток, она обеспечивает напряжение . Напряжение зафиксировано . Ток не зафиксирован. Ток будет тем, что потребляется остальной цепью.

Самый простой способ объяснить ей это: когда одна батарея должна работать сама по себе, она должна обеспечивать 2А. Но когда у нас работают две батареи, они делят работу. И поэтому батареи нужно только поставить 1А каждый во втором случае.

Она перевернет это на вас: откуда мы знаем, что это будет 2А? Потому что это то, что этот резистор будет рисовать для этого конкретного напряжения. Закон Ома не может быть обманут.


1
1А каждый примерно
Альнитак

1
Ваша первая строка не читается правильно. Аккумулятор, конечно, подает ток при подключении к резистору. Ваше третье предложение, вероятно, то, что вы пытаетесь сказать.
Транзистор

3
@ Транзистор Аккумулятор не является непосредственной причиной тока. Аккумулятор создает падение напряжения на резисторе. Падение напряжения пропускает ток через резистор. Резистор подает ток на батарею столько же, сколько батарея подает ток на резистор; выньте любой из цепи, и нет тока. Ток является свойством цепи в целом, а не атрибутом батареи.
накопление

10

Ваша учительница физики, очевидно, не знакома даже с элементарной электроникой, поэтому она не может передумать в одиночку. Но она является учителем науки, и экспериментальные результаты козырем все логический аргумент.

Насколько практично было бы вам взять небольшую демонстрацию, состоящую из 2 батарей по 9 В параллельно, подходящего резистора (в моем районе множество старых электронных плат), и цифрового мультиметра с подходящим током? (мА) шкала?

Серьезно, если вы собираетесь преподавать электронику на уроке физики, неплохо было бы добавить несколько физических экспериментов / демонстраций.


Я должен спросить, почему учитель изучает эту деталь электроники во время урока физики. Это похоже на сорняки, когда есть много других тем для обсуждения. Кикер в том, что она, кажется, не заинтересована в использовании закона Ома для иллюстрации урока. Я должен согласиться, что нет смысла пытаться исправить ее. Мне нравится демонстрационный подход, просто не позволяйте ему быть истолкованным как бомба, как то, что произошло в Ирвинге, Техас. Принесите его в разобранном виде и подключите его для демонстрации, затем снова разберите его.
Келли С. Френч

5
Электроника находится под эгидой физики, поэтому меня не удивляет, что учитель физики занимается электроникой. Я бы, наверное, согласился, что пришло время отказаться от исправления кого-то, кто убежден, что она права, если бы это был разговор на вечеринке. Но это учитель , который будет продолжать распространять это заблуждение и мешать пониманию каждому новому классу, пока она не исправится. А учителям нужны ученики, которые замечают, когда материал ошибочен, и обращают на него внимание. Возможно, ваш учитель поймет, что ей нужно больше знаний в области базовой электроники.
ChosunOne

3
@ KellyS.French Это вряд ли большое количество деталей. Это один источник напряжения от буквально самой простой возможной схемы. Причины, по которым электрические схемы преподаются на уроках физики, заключаются в том, что электрические цепи являются частью физики. И они включены в тесты Physics SAT II и Physics AP.
Накопление

@ Аккумуляция Спасибо! Последняя часть вашего комментария объясняет это достаточно хорошо для меня. Я почти уверен, что урок физики в моем маленьком городке не беспокоил электронику, но это, вероятно, изменилось с включением темы об этих тестах, не говоря уже о том, что прошло десятилетия с тех пор, как я учился в старшей школе. Может быть, эта учительница была в той же лодке и вынуждена покрывать материал, который не преподавали в ее дни. Нет оправдания ее поведению, но, по крайней мере, делает его более понятным.
Келли С. Френч

7

Урок для учителя заключается в том, что вы можете обрабатывать каждую петлю отдельно, но вы ДОЛЖНЫ быть осторожны с использованием правильных токов и напряжений в этой петле. Если имеется несколько источников напряжения или тока, это является распространенным источником ошибок среди учащихся. К сожалению, это также, кажется, источник ошибки для этого учителя.

Как ясно показывает пример, ток, проходящий через резистор, равен (I1 + I2). Если вы берете хотя бы один цикл, уравнение

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

I2 + I2 = 2А

Это уравнение в соответствии с законом Кирхгофа и является единственным решением в соответствии с законом Кирхгофа.

Теоретически, нет ничего, что мешало бы одному источнику напряжения подавать 0,1 А, а другому - 1,9 А - что полностью соответствовало бы закону Кирхгофа. На практике источники напряжения доставляют по половине каждого. Но если подумать дальше, на практике всегда будет какая-то небольшая разница между источниками напряжения, и если верхняя линия представляет собой короткое замыкание, то один источник напряжения будет подавать бесконечный ток в другой источник напряжения! (Это может привести к обсуждению текущих балансировочных резисторов, если вы захотите попробовать эксперимент по-настоящему с батареями и метрами.) Однако ток через резистор всегда будет 2А и никогда не будет ничем иным, кроме 2А.

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab


5

Видимо, ваш учитель интуитивно не принимает тот факт, что объединение батарей (параллельно) заставляет каждую из них вдвое снизить выходную мощность. Гидравлическая аналогия может помочь.

  • Каждая батарея представляет собой бак с водой.
  • Резистор представляет собой узкую трубу (отток).

введите описание изображения здесь

Параллельное добавление дополнительной батареи аналогично добавлению емкости на той же высоте (в отличие от последовательных батарей, которые похожи на штабелируемые емкости). Добавление резервуара на одинаковую высоту (или, что то же самое, расширение резервуара) не увеличивает давление на трубу. Следовательно, ток не будет увеличиваться.

Таким образом , если дополнительная батарея не влияет напряжение (= давление) и ток, то , что это эффект? Все, что он делает, это удваивает время, необходимое для разрядки батарей. Другими словами, мощность остается неизменной, но общее количество энергии удваивается.

Другая хорошая аналогия - пробка; движение не будет ускоряться, если в очередь будет добавлено больше автомобилей.


1
Но как бы вы связали это с принципом суперпозиции? Как мы можем правильно проанализировать эту гидравлическую систему, один бак за раз, а затем объединить результаты?
Каз

На вашем рисунке показано большее сопротивление труб в ответвлениях, чем в общем разделе. Это, вероятно, даст больше воды через розетку с двумя коллекторами, чем с одним. Сожми эти трубы!
Транзистор

@Transistor Ветви берут только половину потока, так зачем? вместе они толще, чем один выход на дне.
Каз

@Kaz: Вторая половина вашего комментария - именно моя точка зрения. Сопротивление от головки до тройника будет уменьшено вдвое, когда будет добавлен второй резервуар, давление на соединении тройника возрастет, и поток увеличится. Вы можете запустить некоторые цифры на press-drop.com/Online-Calculator .
транзистор

1
Как не электронщик, пришедший сюда через HNQ, спасибо за эту диаграмму! Это помогло мне.
Гонки

4

Как правильно сказали другие, она смешивает правило соединения и суперпозицию или источники напряжения и тока.

Поскольку она уже использовала правило соединения (известное как первый закон Кирхгофа [1]), я бы добавил второй закон Кирхгофа [2], чтобы завершить объяснение. Упрощенно, это говорит о том, что падение напряжения в каждом замкнутом контуре цепи должно быть равным источникам напряжения. Таким образом, 40 * 2 = 80 в правой и левой петле. Если ток действительно был 4А, то второй закон не удовлетворяет контурам (40 * 4> 80, или 0 <80, если решено использовать падение напряжения резистора только в одном контуре).

Если это нормально для вашей настройки, вы можете поддержать этот аргумент примером. Компоненты для прямого доказательства (батареи 1,5 В, резистор, небольшой мультиметр) должны быть легко доступны. Вы можете даже использовать лампочку («классическая», а не светодиодная), чтобы показать, что яркость не увеличивается, если вы подключаете больше батарей параллельно.

Однако я бы не подошел к ней перед классом. Она может быть подчеркнута, сталкиваясь перед многими людьми. Может быть, формулировка всего вопроса в качестве вопроса поможет: «Если ток равен 4А, как это удовлетворяет второму закону К?».

Во всяком случае, я думаю, что это отличный пример, показывающий, что нужно быть очень осторожным, когда и как делить системы на более мелкие подсистемы. Помните об этом, это может случиться и с вами, когда все сложнее (это наверняка случилось со мной).

Рекомендации


2
Я хотел бы подойти к ней перед классной комнатой, потому что она научила этому каждого ученика в классе, а это значит, что каждый ученик должен получить исправление. Однако, возможно, вы могли бы сформулировать это так, чтобы это выглядело так, как будто вы сами не понимаете решения и попросите ее объяснить.
труба

1
@ труба вчера: конечно, весь класс должен быть проинформирован. Но по моему опыту люди не видят причину, когда они испытывают стресс. Учитывая, что уже были неудачные попытки исправить ее, может быть, лучше выбрать спокойную обстановку, где она чувствует себя комфортно.
Сэр Джотан Чейнс

3

Это плохой пример проблемы анализа цепей.

Аналитически, это недостаточно определенная система. Пусть I1 и I2 будут током от BAT1 и BAT2. Из KCL имеем

I1 + I2 = 80/40 = 2

Одно уравнение, два неизвестных и бесконечное число решений.

Нельзя использовать суперпозицию, поскольку она требует, чтобы один из источников напряжения был установлен на ноль, в результате чего напряжение на резисторе должно быть 0 В и 80 В одновременно.


Я добавил строку, чтобы объяснить, почему схема недоопределена.
richard1941

2

введите описание изображения здесь

Видимо, лучше следовать логике, предложенной учителем, и находить ошибки. Здесь ее логика объединения двух цепей совершенно верна, но в реализации есть небольшая ошибка. Она заслуживает гораздо меньшего неодобрения, чем она получает.

В очевидном раннем современном примере городской легенды изобретение двери для домашних животных было приписано Исааку Ньютону (1642–1727) в рассказе (написанном анонимно и опубликованном в колонке анекдотов в 1893 году) о том, что Ньютон по глупости сделал большая дыра для его взрослой кошки и маленькая для ее котят, даже не подозревая, что котята будут следовать за матерью через большую.

Случайные чтения: философия и здравый смысл


Если кто-то все еще ищет значение вышеупомянутой цитаты, для них я пытаюсь указать, что ошибки являются неотъемлемой частью человеческих нейронных цепей.


2
Критика учителя не потому, что они допустили ошибку, а скорее потому, что они явно не смогли распознать ее после того, как на нее указали.
Нат

1
Ваш метод «суперпозиции» так же несовершенен, как и метод учителя. Это работает в данном конкретном случае, потому что разность потенциалов в обеих цепях, где установлены соединения, одинаковы, но в целом работать не будет.
Бен Фойгт

4A8A

Кроме того, городская легенда об Исааке Ньютоне и дверях для домашних животных, как известно, является мошеннической.
Нат

@Nat Спасибо за оценку моего понимания, я исправил опечатку. Кроме того, я считаю, что вы не читали абзац Википедии дальше, чем две строки. Поэтому вы можете изменить свое понимание спора и мошенничества.
tejasvi88

1

Мысленный эксперимент с использованием черных ящиков. У нас есть два одинаковых черных ящика, каждый из которых содержит две батареи по 80 В. В одной коробке только одна из батарей подключена к клеммам, в другой коробке обе батареи соединены параллельно.

Вы получили эти два черных ящика, вольтметр, измеритель тока и резистор 40 Ом. Можно ли измерить, какой блок с двумя параллельными батареями?

Вы можете измерять напряжение без нагрузки, без разницы.

Когда вы измеряете ток через резистор, вы получаете теоретический результат, используя закон Ома для обоих блоков. В обоих случаях напряжение составляет 80 В, а сопротивление - 40 Ом.

Вы не можете измерить ток короткого замыкания, используя только измеритель тока, нет правильного диапазона, и предохранитель измерителя перегорит, если вы попробуете его с первым блоком.

Спросите своего учителя, какое измерение нужно предпринять, чтобы различить коробки. Что должно быть в третьей коробке, чтобы пропустить ток 4 А через резистор? Какое напряжение необходимо для привода от 4 А до 40 Ом?


Источники тока ничего не чувствуют; они всегда тушат вменяемое течение. В реальном мире они имеют большое шунтирующее сопротивление, которое препятствует бесконечному движению вещей, как небольшое последовательное сопротивление, которое поставляется с реальными источниками напряжения.
richard1941

0

Есть источники напряжения и источники тока.

Источники напряжения подают постоянное напряжение.

Источники тока обеспечивают постоянный ток.

Источники тока постоянно измеряют величину тока, который они обеспечивают, и регулируют выходное напряжение (в соответствии с заданным значением), которое в соответствии с законом Ома будет влиять на ток.

Вы не можете "накачать" ток с постоянным напряжением. Это фундаментально!

Если вы хотите доказать ей, что она не права, тогда используйте мультиметр, 2 батареи, 1 резистор и макет и попросите ее доказать удвоение тока. Но, вероятно, она не будет знать, как работает мультиметр, так что это пустая трата времени ...

Электросеть может подавать тысячи и тысячи ампер, делает ваше устройство


0

Спросите ее, что произойдет, если у вас будет одна батарея с двумя наборами проводов, а затем вы разрезаете батарею пополам, чтобы сформировать две отдельные батареи. Также имейте в виду, что батарея - это больше, чем источник напряжения; он имеет небольшое последовательное сопротивление. Вы знаете достаточно, чтобы рассчитать все, если последовательное сопротивление, например, 0,01 Ом. (Рассчитайте до 8 знаков после запятой). Мы, инженеры, хотели бы получить батареи, подобные той, что в вашей задаче, с нулевым внутренним сопротивлением!

Другая идея, которая поможет вам решить эту проблему, - это замена источника напряжения последовательно с резистором с источником тока параллельно с этим же резистором. Параллельно добавляются источники тока, точно так же, как источники напряжения последовательно. Чтобы узнать больше, Google «Thevenin-Norton».


Все это делает все намного сложнее. Как ты вообще "разрезал батарею пополам"?
труба

-17

Она не права и права одновременно.

Утверждение 1. Если батареи подключены параллельно Ток становится высоким (2 + 2).

Заявление 2. Если батареи подключены последовательно, напряжение становится высоким (80 + 80).

Закон Ома "(ЕСЛИ ТОК 2А)" I = V / R. Который говорит "(принимая данные значения)" I = 80/40 = 2A тока.

Если вы берете свое мнение учителя (4A) и попробуйте снова с V = IR.

ЭТО НЕ ДАЕТСЯ ГДЕ (ниже). Я ПРИЗНАЛ ЗАКОН ОМА для НАПРЯЖЕНИЯ V = 4 * 40 = 160 В (ЗДЕСЬ НАПРЯЖЕНИЕ ИЗМЕНИЛОСЬ ИЗ-ЗА БОЛЬШЕГО ТОКА).

Она права, потому что батареи параллельно. Значение напряжения или сопротивления должно быть правильным.


7
Ваше первое утверждение не верно. Две батареи параллельно могут подавать больший ток, но ток, протекающий через этот резистор, не изменится, независимо от того, сколько батарей вы добавляете параллельно.
Даниэль

3
@DanielGiesbrecht На самом деле, две идеальные батареи не могут подавать больше тока.
Дмитрий Григорьев

12
Извините, но вы так же растеряны, как учитель.
труба

1
Это кажется мне неправильным.
Дауд ибн Карим

1
Ваш правильный ответ показывает мудрое применение прогрессивного мышления, в отличие от ваших буржуазных критиков. Они едят слишком много глютена, ГМО, мертвых животных и сахара, и их никогда не похищали космические пришельцы и не видели снежного человека, как у нас.
richard1941
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.