Я не розумію, що таке влада насправді

9

Я усвідомлюю, що це, мабуть, надто поширене питання, але я мушу поставити це своїми словами.

Я намагаюся зрозуміти закон Ома з аналогією води. Два резервуари з водою, один з вищим рівнем, ніж інший, і труба, що з'єднує два з них. Вода хоче текти. Є клапан, який представляє резистор.

Те, що починається з моїх плутанин, - це коли я починаю думати про розсіювання тепла в електричному колі. Звідки насправді береться ця спека?

Він не може виходити з тиску, напруги, тому що, якщо це було, клапан повинен бути надзвичайно гарячим, якщо у вищих двох резервуарах просто достатньо води, тим самим чинячи сильний тиск на клапан.

Я читав, що тепло надходить від фактичного потоку електроенергії, струму. Спочатку це здається інтуїтивно зрозумілим. Але потім я просуваюся до розгляду, що таке влада. Тут виникає плутанина. Тому що, якщо я подвоїть тиск і подвійний опір, струм залишатиметься таким же. Я думаю, це означатиме, що тепловіддача залишиться колишньою.

Але потужність подвоюється. То що ж це насправді означає?

Чи мій бачок стікав в інший резервуар з іншою швидкістю через більшу потужність, хоча фактичний потік струму залишався постійним?

Що таке влада?

ohms-law

— Келсі
джерело

Іноді це допомагає відійти від аналогії та подивитися конкретні факти. Потужність - це енергія з часом. Напруга - це енергія над зарядом, а струм - заряд з часом. Помноження обох дає силу.

— Ігнасіо Васкес-Абрамс

Ват-година - це енергія з часом, правда? Як це робить енергію ватт з часом?

— Келсі

Або я зловживаю умовами?

— Келсі

2

Ват-година - це енергія. 3600 джоулів, якщо бути точним.

— Ігнасіо Васкес-Абрамс

Я не впевнений, що розумію термін "енергія над зарядом".

— Келсі

8

Можна подумати, що відбувається з потоком електронів у дроті. Хоча це неправда, спробуйте мислити електрон як механічну частинку. Кожного разу, коли він намагається рухатись по дроту, він щось б’є, і зіткнення генерує тепло. Таким чином, ви можете подумати про передачу енергії від кінетичної енергії електрона на тепло (тому швидкість електрона в цей момент падає). Таким чином, електрони не мають постійної швидкості весь час, хоча ми можемо сказати, що вони мають середню швидкість, і ця середня швидкість залежить від опору дроту, що є справжнішим цим перешкодами, на які потрапляє електрон.

Дріт не нагрівався б, якщо він не має опору. Тож жодна енергія не буде спожита дротом.

Якщо ви подвоюєте напругу, а також подвоюєте опір, ви можете подумати, що електричне поле всередині дроту вище, тому електрон може досягати високої швидкості швидше, ніж при меншій напрузі. Але також опір вищий, тому він може сильніше вражати свої перешкоди. Таким чином, середня швидкість може стати однаковою (сила струму однакова), хоча зараз ви розсіюєте більше тепла, оскільки зіткнення сильніші.

Це дуже важкий спосіб думати, але це може допомогти вам уявити, чому все відбувається так, як вони є за деякими аналогіями.

Також ви можете вважати потужність як джоулі в секунду (Вт). Таким чином, це стосується деякої енергетичної одиниці за раз. У прикладі закону ом він застосовується до тепловідведення. Іншими словами, скільки енергії витрачається в теплі по всьому проводу. Якщо ви думаєте про механічні системи, потужність може представляти, скільки енергії потрібно для того, щоб щось перемістити (ви можете розрахувати, що це мінімальна кінетична енергія, щоб досягти бажаної швидкості, і таким чином обчислити, скільки енергії ви повинні передати цьому об'єкту, щоб досягти цієї швидкості). Отже, оскільки влада безпосередньо пов'язана з енергією, ви можете подумати, що енергія завжди передається з одного способу на інший. Влада може вказувати, наскільки швидко це відбувається.

— Felipe_Ribas
джерело

Будь ласка. Я радий, що це було корисно.

— Felipe_Ribas

1

"The wire would not became hot if it does not have any resistance. So no power would be consumed by the wire."- надпровідність .

— sherrellbc

8

Для механічної аналогії подумайте про електричний опір як механічне тертя , напругу як силу , а струм як швидкість .

Припустимо, що є об’єкт, який піддається тертю, рухається з постійною швидкістю (це аналогічно резистивному контуру з постійним струмом).

Повинна бути прикладена сила (аналогічна джерелу напруги) та протилежна сила тертя (аналогічна напрузі на резисторі).

Тепер, як ви напевно зауважили, тертя перетворює кінетичну енергію в теплову (подумайте про те, як гальма нагріваються при швидкій зупинці автомобіля з високої швидкості).

Пов'язана потужність - швидкість цього перетворення енергії; це скільки кінетичної енергії перетворюється на теплову енергію в секунду .

$F_f$

П_{f} = Ж_{f} \cdot v

$P_f = F_f \cdot v$

Це має бути для вас інтуїтивно зрозумілим. Якщо ви повільно рухаєте руками разом, ви не відчуєте сильного жару. Якщо швидко рухати руками разом, ви можете швидко зігріти їх.

Сила тертя задається:

Ж_{f} = мк \cdot v

$F_f = \mu \cdot v$

$\mu$

V = R \cdot Я

$V = R \cdot I$

Наостанок давайте розглянемо ваше запитання:

Тому що якщо я подвоюю тиск і подвоюю опір, струм залишається таким же. Я думаю, це означатиме, що тепловіддача залишиться колишньою.

Але потужність подвоюється. То що ж це насправді означає ?

В нашій механічної аналогії, що станеться , якщо ми подвоїмо тертя (яке аналогічно подвоєння опору) і припустимо , швидкість об'єкта залишається тим же (що аналогічно залишається тим же самий струм)?

Сила тертя подвоюється і, таким чином, сила тертя завдяки силі тертя подвоюється .

Механічно це інтуїтивно. Якщо ви перебуваєте в автомобілі з постійною швидкістю, а тертя кочення раптово збільшується вдвічі, вам потрібно буде подвоїти потужність двигуна (сильніше натиснути на педаль газу), щоб підтримувати свою швидкість .

— Альфред Кентаврі
джерело

Добре пояснив Альфред і відмінна аналогія !!!

— AKR

5

Потужність - це насамперед швидкість зміни енергії. Якщо енергія була грошима, то втрата енергії була б вашими щомісячними витратами, а отримана потужність - вашим щомісячним доходом. Якщо вони обидва рівні, то не змінюється чиста енергія кожного місяця.

Але що таке насправді енергія? Енергія - це те, що потрібно зробити для роботи, як підняття чогось важкого (проти гравітаційного поля), або розтягування двох магнітів (проти магнітного поля), або переміщення заряджених частинок (проти електричного поля). Саме цей останній приклад застосовується в базовій електроенергії.

Зазвичай ви можете визначити якусь частинку, яка є чутливою і може розсунутись, перебуваючи всередині поля, а поле - це лише спосіб візуалізації та кількісної оцінки в межах ступенів свободи цієї частинки (наприклад, просторових координат), наскільки сильно і в якому напрямку його штовхають.

Тому для фізичного переміщення цієї частинки по полю потрібна енергія. Якщо визначити довільну точку А всередині поля і обчислити енергію для отримання частинки до іншої точки В, можна сказати, що точка В має потенціал, рівний цій енергії. Оскільки А був довільним, то має сенс говорити лише про потенційні відмінності.

У контексті електричного поля чутливість частинок (подібно до електронів) до цього поля називається зарядом, а одиниці називаються куломами. Отже, потенціал має одиниці енергії / заряду, або [Джоуля] / [Кулона], що таке саме, як напруга .

Отже, якщо ви маєте різницю потенціалів між точками A і B в ланцюзі (напруга), і певна кількість заряду йде від A до B з певною швидкістю (струмом), то є швидкість енергії використовуються (потужність). Не важливо, як вони пройшли від точки А до точки В (через дріт, резистори, діоди, транзистори, повітря, олівець тощо), все, що має значення, - це напруга та струм, і потужність - їхній продукт:

П о ш е r = V о л т а г е \cdot С у r r е н т

$Power = Voltage\cdot Current$

Ви можете перевірити одиниці:

\frac{[J о у л е с]}{[S е c о н г]} = \frac{[J о у л е с]}{[С о у л о м б]} \cdot \frac{[С о у л о м б с]}{[S е c о н г]}

$\frac{[Joules]}{[Second]} = \frac{[Joules]}{[Coulomb]}\cdot \frac{[Coulombs]}{[Second]}$

$P=V^2/R$ $P=V\cdot I$ $P=V^2/R$

Сподіваємось, до цього часу має бути зрозуміліше, чому без струму не може бути енергії (ви не витісняєте жодних заряджених частинок, тому ніякої роботи не робиться), і чому потужність не залежить тільки від струму (переміщення зарядів поперек нульовий потенціал не вимагає жодних "зусиль"). Це дійсно про те, скільки зарядів ви рухаєтесь за одиницю часу та скільки різниці потенціалів.

— апалопохапа
джерело

0

За визначенням, потужність IS швидкість, з якою передається або змінюється енергія.
Якщо ви сприймаєте це як основне суттєве значення, всі інші питання повинні мати сенс щодо цього.
Якщо питання не "поважає" це визначення, то питання не має сенсу.
Намагатися зрозуміти відповіді на безглузді запитання загрожує небезпекою :-).

Він не може виходити з тиску, напруги, тому що, якщо це було, клапан повинен бути надзвичайно гарячим, якщо у вищих двох резервуарах просто достатньо води, тим самим чинячи сильний тиск на клапан.

У вас тиск, але немає потоку. Енергія не передається - енергії не потрібно.

Я читав, що тепло надходить від фактичного потоку електроенергії, струму. Спочатку це здається інтуїтивно зрозумілим. Але потім я просуваюся до розгляду, що таке влада. Тут виникає плутанина. Тому що, якщо я подвоїть тиск і подвійний опір, струм залишатиметься таким же. Я думаю, це означатиме, що тепловіддача залишиться колишньою. Але потужність подвоюється. То що ж це насправді означає?

Слідкуйте за енергією.
Оскільки I = V / R = 2V / 2R, струм не зміниться, коли і V, і R подвоїться.
АЛЕ енергія, необхідна для проштовхування одного і того ж струму через трубу, подвійний опір подвійний. Так?
тобто подвійний і тиск, і опір -> струм однаковий, але витрата енергії збільшується вдвічі, тому потужність подвоюється.

Зауважте, що Power

= VI = V ^ 2 / R = I ^ 2R.

Ці формули функціонально однакові і взаємозамінні.
Ви можете перейти від однієї до іншої, просто замінивши змінні.
Якщо будь-яка з них має сенс для вас, то решта можна отримати з неї, просто підключивши варіанти змінних, заснованих на законі Ома.

наприклад,
P = V x I Але V = IR
Отже, P = IR x I = I ^ 2R

P = I ^ 2R Але I = V / R Отже, P = (V / R) ^ 2 = V ^ 2 / R

Якщо ви задоволені тим, що потужність "пояснюється" будь-яким з VI або V ^ 2 / R або I ^ R, то вищесказане дозволяє вам показати, що інші однакові.

P = V x I
Норма енергії пропорційна кількості висунутого матеріалу та наскільки сильно його виштовхують.

P = I ^ 2R Витрата
енергії пропорційний тому, як важкі речі виштовхуються, але пропорційні квадрату кількості виштовхування речі, тому що при подвоєнні кількості матеріалу, що проштовхується через дану трубу, ви отримуєте не тільки стільки штук щоразу АЛЕ її натиснути вдвічі важче.

P = V ^ 2 / R
Норма енергії пропорційна квадрату натискаючої сили АЛЕ обернено пропорційна тому, наскільки важко її натиснути.
1 / R легкий, оскільки менше зусиль = менше енергії потрібно.
Якщо ви подвоюєте використовувану силу, ви подвоюєте кількість використаної сили, щоб швидкість енергії зростала, АЛЕ швидкість потоку також подвоюється (I = V / R), тому вам доведеться натиснути вдвічі більше, ніж сильно, отже, V ^ 2 термін.

Це все має сенс.
Це все послідовно.
Це все можна перетворити між різними способами його вимови.
Кожного разу, коли будь-який із цих 3 не виявиться правдивим, нападайте на "причину", що це не здається, і ви виявите, що міркування мають недолік.
наприклад, у першому наведеному прикладі не було потоку струму, тому немає передачі енергії, а також потужності.

— Рассел Макмахон
джерело