Короткое замыкание = нет питания?

Теперь я хочу создавать вещи, и мне действительно интересно изучать вещи (подумайте, я начинаю с нуля).
Итак, я читаю весь этот сайт, и следующая строка в этой статье заставила меня почесать голову:

[о номинальной мощности цепи]
Аналогично, если у нас есть условие короткого замыкания, ток присутствует, но напряжение V = 0 отсутствует, поэтому 0 x I = 0, поэтому снова мощность, рассеиваемая в цепи, равна 0.

Я совершенно уверен, что вы можете расплавить материал при подключении его к обоим концам батареи. Не то чтобы я попробовал это сам, но даже прикосновение металлического провода к обоим концам батарейки ААА приводит к искрам и нагреванию. Действительно ли правильно, что в цепи при условии короткого замыкания не рассеивается мощность ?

Кроме того, я помню, что не могло быть потока электронов в цепи, если не было падения напряжения между обоими концами цепи. Тогда разве линия, которую я цитировал, не противоречива?

Вы не должны быть так жестко со своим профессором.

Большая часть путаницы, с которой сталкиваются новички в EE, заключается в том, что мы говорим о теоретических схемах IDEAL как части процесса обучения. В идеальных схемах вещи часто действуют вопреки вашим интуитивным и экспериментальным представлениям о том, как все работает на самом деле.

Такие вещи, как короткие замыкания, трансформаторы, диоды и почти все остальное, с чем мы работаем, имеют идеальные модели, которые мы используем для описания и понимания их в рамках того, как мы пытаемся их использовать. Реальность гораздо сложнее, и ее гораздо сложнее, если не невозможно, полностью определить.

$0\Omega$

Конечно, в реальной жизни провод, который вы используете для замыкания батареи, имеет небольшое сопротивление. Сам аккумулятор также имеет некоторое внутреннее сопротивление. Поскольку оба они малы, результирующий ток очень велик. Это означает, что в проводе рассеивается много энергии, а в аккумуляторе и тому подобное быстро нагревается.

Как я уже сказал, не будь таким строгим с профессором. Многие EE принимают идеалы за чистую монету, осознавая, что реальность довольно разная. Идеальные модели дают нам базовую точку для работы, которая позволяет нам проектировать вещи с рабочим уровнем точности, не теряясь в хаосе эффектов реального мира.

Однако мы всегда должны помнить, что идеалы - это миф.

даже прикосновение металлического провода к обоим концам батарейки типа ААА приводит к искрам и нагреванию

Чтобы проанализировать эту схему, вы должны учитывать как внутреннее сопротивление батареи, так и фактическое сопротивление провода.

Поскольку настоящий провод имеет ненулевое сопротивление, некоторая мощность действительно будет передана на провод и превращена в тепло.

Но также, поскольку реальная батарея имеет внутреннее сопротивление, некоторая мощность будет преобразована в тепло внутри батареи, где это не принесет пользы и может повредить батарею.

Утверждение (с веб-сайта) является правильным только в чисто теоретическом смысле, так как на самом деле не существует такого понятия, как короткое замыкание на 0 Ом. Все провода имеют некоторое сопротивление, а сама батарея имеет внутреннее сопротивление. Ваш профессор действительно был прав - если есть ток, то есть падение напряжения, хотя оно может быть очень маленьким.

Фактически, один из способов измерения тока в цепи - это поместить небольшое калиброванное сопротивление (называемое шунтирующим резистором), как правило, 0,01 Ом последовательно с нагрузкой, и измерить падение напряжения (обычно в милливольтах) шунта.

Нулевое напряжение с коротким замыканием верно только при нулевом сопротивлении. Это теоретическое утверждение.

В действительности (по крайней мере для нас при комнатной температуре) всегда будет какое-то сопротивление, и поэтому короткое замыкание будет иметь некоторое напряжение и, следовательно, мощность.

Рассмотрим идеальную схему (а) ниже. Через цепь протекает ток 2 А. Он идет от А к В, через резистор к С, затем обратно к D и через источник напряжения к А, замыкая цепь.

Теперь, каково падение напряжения в проводе AB, и сколько мощности там рассеивается? Это идеальный провод, поэтому его сопротивление равно нулю, поэтому падение напряжения и мощность также равны нулю. Независимо от того, что через него протекает ток 2 А. Идеальный провод - это короткое замыкание, а вот тот, который не рассеивает энергию, как сказал ваш учитель.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

$V_2\ /\ R_2$$10\ \mathrm{V}\ /\ 0\ \Omega$$R_2$$\lim_{R_2\to0} {V_2\over R_2} = \infty$

Очевидно, что есть также падение напряжения, так как сетевое напряжение вокруг цепи должно быть нулевым. Ненулевое напряжение, умноженное на бесконечный ток, дает бесконечную мощность. Это отличается от (а), так как здесь, весь источник напряжения был закорочен.

^{смоделировать эту схему}

Когда несколько резистивных элементов соединены последовательно и приводятся в действие источником напряжения, общее количество энергии будет обратно пропорционально общему сопротивлению (точнее, его квадрат напряжения разделен на сопротивление), но доля мощности, полученная каждый отдельный резистивный элемент будет пропорционален его сопротивлению.

Если у вас есть провод с сопротивлением 1 Ом, соединенный последовательно с лампочкой, сопротивление которой составляет 99 Ом, и эта комбинация приводится в действие источником 100 Вольт, то общая мощность будет равна 100 В в квадрате, разделенному на 100 Ом. полное сопротивление, т.е. 100 Вт. Из этой мощности 99% рассеивается в лампочке, а 1% рассеивается в проводе.

Если сопротивление лампочки упадет до 0,001 Ом, то общая рассеиваемая мощность составит 100 вольт в квадрате, деленное на общее сопротивление 1,001 Ом, то есть 9 9990 Вт. Из этой мощности около 0,1% (10 Вт) будет рассеиваться в закороченной лампочке и 99,9% (9980 Вт) в проводе. Обратите внимание, что максимальное рассеивание мощности в лампе произошло бы, если бы ее сопротивление было равно сопротивлению провода. В этом случае 5000 Вт будут разделены поровну между проводом и лампой (каждый получает 2500 Вт).

Кажется, это вытекает из предположения, что даже в идеализации ток через цепь все еще конечен, и, следовательно, V = IR подразумевает V = 0.

Более разумной моделью, которой не хватает в реальной жизни, было бы то, что напряжение остается ненулевым; в идеальном случае нулевого сопротивления у вас будет бесконечный ток. Степень P = IV также будет бесконечной.

Ваш вопрос вызвал у меня любопытство, поэтому я отправил свой . Комментарий Ника Алексеева, я думаю, в основном отвечает на ваш вопрос - модель короткого замыкания, о которой вы читаете, предназначена для моделирования более мягких цепей, а не плавящихся.