Et ole varma, kysytkö tätä, mutta kyllä, kun akku on kytketty, sähkökenttä aalto kulkee akusta johtimista kuormaan. Osa sähköenergiasta absorboituu kuormalla (riippuen Ohmin laista), ja loput heijastuu kuormasta ja kulkeutuu takaisin akkuun, osa absorboituu akkuun (taas Ohmin laki) ja osa heijastuu akusta, jne. Lopulta kaikkien pomppujen yhdistelmä saavuttaa vakaan vakaan tilan arvon, jota voit odottaa.

Emme yleensä ajattele sitä tällä tavalla, koska useimmissa piireissä se tapahtuu liian nopeasti mitattavaksi. pitkille siirtolinjoille se on kuitenkin mitattavissa ja tärkeä. Ei, virta ei "tiedä" mitä kuorma on, ennen kuin aalto saavuttaa sen. Siihen asti se tietää vain itse johtimien ominaisimpedanssin tai "ylijänniteimpedanssin". Se ei vielä tiedä onko toinen pää oikosulku vai avoin piiri vai jokin impedanssi välillä. Vasta kun heijastunut aalto palaa, se voi "tietää", mikä on toisessa päässä.

Katso piirin heijastusesimerkki ja voimajohdon vaikutukset nopeissa logiikkajärjestelmissä esimerkkejä ristikkokaavioista ja käyrä siitä, kuinka jännite muuttuu vaiheittain ajan myötä.

Ja jos et ymmärrä sitä, virta on ensimmäisessä piirissäsi sama kaikissa pisteissä piiri. Piiri on kuin putkiston silmukka, kaikki täynnä vettä. Jos saat veden virtaamaan pumpun kanssa yhdessä pisteessä, silmukan kaikissa muissa kohdissa olevan veden täytyy virrata samalla nopeudella.

Sähkökenttäaallot, joista puhun, ovat analogisia paine- / ääniaalloilla, jotka kulkevat putken veden läpi. Kun siirrät vettä putken yhteen kohtaan, putkien toisessa päässä oleva vesi ei muutu heti; häiriön on levitettävä veden läpi äänen nopeudella, kunnes se saavuttaa toisen pään.

Koska teoria on katettu, käytän karkeaa analogiaa (toivottavasti ymmärrän, mitä kysyt oikein, se ei ole niin selvää)

Joka tapauksessa, jos kuvittelet pumpun ( akku), jotkut vedellä täytetyt putket (johdot) ja osa, jossa putki kapenee (vastus)
Vesi on aina paikallaan, mutta käynnistettäessä pumppu se luo paineen (jännitteen) ja tekee vedestä virtaus piirin (virta) ympäri. Putken (vastuksen) kapeneminen rajoittaa virtauksen (virran) tiettyyn määrään ja aiheuttaa painehäviön sen yli (jännite vastuksen yli, tässä tapauksessa yhtä suuri kuin akku)

Toisella piirillä (kaksi vastukset rinnakkain) on kohtuullisen selvää, että sama määrä virtaa, joka virtaa ylimpään liitokseen, täytyy virrata ulos alemmasta liitoksesta (katso Kirchoff). Jos vastukset ovat samat, ne jakavat virran tasaisesti. tämä voi kuitenkin olla yksi iso putki (lanka), joka hajoaa kahteen kapeammaksi putkeksi (vastukseksi) ja sulautuu sitten takaisin yhteen suureksi putkeksi. Jos ne ovat epätasa-arvoisia, toinen vie enemmän virtausta (virta) kuin toinen, mutta kokonaislähtö laskee aina yhteenlasketun summan.

Voit kysyä saman kysymyksen vesianalogialla - miten vesi "tietää" kuinka paljon virtaa? Koska sitä rajoittavat putkien leveys ja pumpun paine.

EDIT - Vaikuttaa siltä, ​​että esitetty kysymys on hieman erilainen kuin alun perin luulin. Ongelmana on, että muutamia erilaisia ​​vastauksia (kuten näette) eri abstraktiotasoilla, esim. Ohmin laista Maxwelliin kvanttifysiikkaan. Luulen, että yksittäisillä elektronitasoilla sinulla saattaa olla ongelmia Majenkon mainitsemien hiukkasaaltojen ja kaksoispolun (ks. Kaksoisrakokoke fotonilla) vuoksi. Huomaa, että syy, jonka sanoin edellä, että "vesi on aina läsnä" johtuu siitä, että elektronit itse eivät virtaa ~ 2/3 valon nopeudella piirin ympäri, pikemminkin yhdestä tuleva energia leviää seuraavaan (eräänlainen) ja niin edelleen. Hieman kuin pallot, jotka pomppaavat ympäriinsä satunnaisesti ja toisiinsa, keskimäärin taipumuksella kimpoamaan sovelletun potentiaalin suuntaan. Yksinkertaisempi tapa ajatella sitä on kuin snooker-pallolinja - jos lyöt valkoista palloa yhteen päähän, energia "siirtyy" kaikkien pallojen läpi (ne eivät tosin muuta asemaa), ja sitten pallo toinen pää irtoaa.
Minusta tuntuu, että kvanttiselvitys voi mennä noin: voimme ennustaa vain todennäköisyyden , että yksittäinen elektroni "valitsee" yhden polun (tai on yhdessä) tietty prosessi), mutta prosessi ei olisi suoraan havaittavissa (ts. teoreettinen fysiikka). alin taso voidaan paremmin käsitellä fysiikan pinossa.

Aluksi virta ei oikeastaan ​​tiedä. Olettaen, että linjassa on suuri sarjakuvainen kytkin, kun se on auki, se edustaa valtavaa impedanssia. (Kapasitiivinen) varaus muodostuu sen molemmille puolille; erityisesti elektronit väkevät negatiivisen navan ja positiivisesta terminaalista puuttuu sama määrä elektroneja normaalista (kuvan varaus). Virta on vähäistä (fA *), joten vastuksen poikki ei ole potentiaalihäviötä. Elektroneilla ei ole nettoliikettä tai virtausta, koska sähköstaattinen karkotus naapureidensa kanssa, mukaan lukien kytkimen iso nippu, on yhtä suuri kuin ulkoisen sähkökentän esijännityksen voima.

Kun kytkin suljetaan ensimmäisen kerran, ylimääräiset elektronit kytkimen lähellä vetävät toisen koskettimen ja täyttävät kuvan varauksen. Nyt kun ei ole suuri joukko kiusaajaelektroneja, jotka kieltäytyvät liikkumasta ja työntävät taaksepäin, loput menevät ballistiseen ^{_{(hah! ei itse asiassa, vaikka)}} ja alkavat vetää piirin läpi.

Vastuksen sisällä ja lähellä olevat kohtaavat ... vastus (c'mon; minun piti) . Vapaita elektroneja tai sivustoja ei ole läheskään niin paljon, joten toisin kuin kytkimen aiemmin esittämä erittäin suuri impedanssi, lataus kertyy kummastakin päästä kuin kärsimättömät bugit heiluttavat jonossa olevaa kohtaa. Sen rakentaminen jatkuu, kunnes saavutetaan tasapaino: vastuksen läpi pääsyä odottavien elektronien joukosta tuleva sähköstaattinen kenttä on yhtä suuri kuin ulkoisen sähkökentän esijännitys.

Tässä vaiheessa virta tietää kuinka paljon virtaa, eikä se muutu [kunnes huomaat, että laitat 1,3 ohmin vastuksen 1,3 kohmin sijasta, ja se paistaa ja avaa piirit uudelleen].

Jos lähde poistettaisiin kokonaan järjestelmästä aluksi, kapasitiivista varausta ei olisi olemassa. Välitön yhteys lähteeseen (DPST-kytkin) johtaisi sähkökentän leviämiseen pitkin lankaa lähellä c : tä, kiihdyttäen ja vetämällä elektroneja sen mukana ja johtaen samalle poistumiselta jalkapallostadionilta -tyyppinen tungos vastuksilla. Rinnakkaisvastusten tapauksessa mainitun stadionin ovet voivat kuitenkin olla eri leveyksiä, joten tasapainovirrat eroavat toisistaan.

"Tietä" kuinka paljon virtaa tarkoittaa tietoa, mikä tarkoittaa älyä.

Virta ei ole älykäs eikä virtaa sinänsä. Virtaa vetää tai "vetää" kuormitus - tässä tapauksessa vastukset.

Kuorman vetämän virran määrän määrää Ohmin laki:

\ $ I = \ dfrac {V} {R} \ $

Ensimmäisessä piirissä, joka on riittävän yksinkertainen laskea varten.

Toinen piiri on hieman monimutkaisempi. Laskeminen \ $ I_S \ $ on riittävän yksinkertainen, kunhan voit laskea kokonaisresistanssin:

\ $ \ dfrac {1} {R_T} = \ dfrac {1} {R_1} + \ dfrac { 1} {R_2} \ $

tai

\ $ R_T = \ dfrac {R_1 \ kertaa R_2} {R_1 + R_2} \ $

Summa Sitten kunkin vastuksen läpi virtaavan virran määrä määritetään sitten kahden vastuksen suhteen. Jos vastukset ovat samat, täsmälleen puolet virrasta kulkee jokaisen läpi. Jos \ $ R_1 \ $ on kaksi kertaa \ $ R_2 \ $, kolmasosa virrasta kulkee \ $ R_1 \ $ ja kaksi kolmasosaa \ $ R_2 \ $ kautta (huomaa, että nykyinen suhde on vastakohta vastukselle suhde).

Mistä jokisuiston virta "tietää" minkä haaran ottaa? "Virta" tarkoittaa kussakin tapauksessa vesimolekyylien tai elektronien yhteenlaskettua virtausta, joten korvaa ensin kysymys "Kuinka kukin elektroni (tai molekyyli) tietää mihin suuntaan mennä"? Se ei; se vain pyyhkäisee heti paikallisessa virtauksessa, ja mikro- tai atomitasolla, tulee lähtevän paikalle juuri sitä edeltäneelle. Joten, mitä tapahtuu heti eron kohdalla? Makrosilmillemme suunta, jonka se ottaa, on satunnainen, jaettu haaravirtausten suhde (e) na. Alimmalla tasolla pienet häiriöt työntävät sitä tavalla tai toisella.

(Tiedän erittäin karkean kuvauksen / analogian - anna anteeksi epäselvyydet.)

Oikeastaan ​​virta ei tiedä kuinka paljon virtaa t = 0.

Jokaisella vastuksella on jonkin verran kapasitanssia, koska ne koostuvat johtavista sivuista, jotka on erotettu eristeellä (vaikka ne eivät olekaan täydellisiä) . Tämän kapasitanssin takia, kun t = 0, virta syö niin paljon kuin virtalähde pystyy syöttämään. Sitten se hidastuu hetken kuluttua normaaliarvoonsa. Jokainen käytännön vastus voidaan mallintaa vastuksena ja kondensaattorina rinnakkain. Joten ensimmäinen piirisi on itse asiassa rinnakkainen R-C-piiri.

Älä myöskään unohda, että E-kenttä (sähkökenttä) luo B-kentän (magneettikenttä) ja päinvastoin. Kun käytät jännitettä vastuksen yli, luo sähkökenttä vastuksen sisälle. Mikä aiheuttaa muutoksen sähkökentän tilassa (nostat sähkökentän nollasta arvoon, joka ei ole nolla). Sähkökentän muutos luo magneettikentän ja lopulta virran.

Katso lisätietoja Maxwellin yhtälöistä.

Kuinka nykyinen tietää? Se tietää tilastollisen mekaniikan takia (Boltzmanin ja myöhemmin Fermi-Diracin ja myöhemmin Maxwellin mukana), kun fermionit (elektronit) tietyssä lämpötilassa yleensä vievät johtimen (metallin) tilavuuden, kun elektronit lentävät vapaasti kuin ihanteellisen kaasun hiukkaset ja pomppivat atomeja vastaan. Yksittäisten hiukkasten nopeus (energia) on noin 1 K mailia sekunnissa (vähemmän kuin valon nopeus), ajelun nopeus on muutama millimetri sekunnissa (katso wiki "drift speed"). Elektronien keskimääräinen vapaa lentomatka määrittää "johtavuuden". Elektronivirtauksen tarkkailemiseksi elektronien käyttäytyminen näyttää hiukkasten taipumukselta ylläpitää "elektroneutraaliutta", kun jokainen johtimen paikallinen osa sisältää suunnilleen saman määrän elektroneja ja protoneja. Elektronit ovat varautuneita, joten ne käyttävät toisiaan karkottavaa voimaa. Voiman, nopeuden ja massan osallistuminen ajan myötä tarkoittaa, että elektronien kiihdytyksen ja hidastumisen aikana säteilee ja absorboituu virtuaalisia fotoneja. Nämä fotonit etenevät paljon nopeammin kuin hiukkaset ja aiheuttavat "painetta". Materiaalista riippuen paineseinän nopeus on lähellä valon nopeutta. Se voidaan nimetä "aalto". Loput tarinasta selittää paremmin Endolith yllä.

Kuparin numerot huoneenlämmössä näkyvät tässä artikkelissa.

TLDR: Ihanteellinen elektronikaasu tilastollisella mekaniikalla-> Boltzman-> Fermi-Dirac-> Maxwell-> Ohm

Kukaan ei maininnut tosiasiaa, että kaikissa kaavioissa käytetään ns. kerrostettujen elementtien mallia.

Kaaviossa lanka ei ole lanka tavallisessa mielessä, se on yksinkertaistaa solmujen välistä suhdetta. Jos haluat kuvata askel askeleelta, mitä virralle tapahtuu (tai mitä se "havaitsee") johtimella, sinun on piirrettävä ääretön sarja passiivisia elementtejä.

Paras analogia, joka auttoi minua ymmärtämään sen todella nopeasti ja helposti, olen tavannut jonnekin Internetissä, mutta en voi tällä hetkellä osoittaa lähdettä. Jos joku tietää missä se on, ilmoita siitä minulle, jotta tämä voidaan sisällyttää. Analogia on hyvin lyhyt ja tämä on hyvin lyhyt vastaus. Ei mitään kaavoja. Joten se on eräänlainen ei-tieteellinen, mutta on tyylikäs analogia ja ihmisen todella helppo kuvitella ja ymmärtää.

Useimmat ihmiset kuvittelevat yksinkertaisia ​​piirejä, kuten esimerkeissä, kuten tyhjä putki tai täytetty putki. vedellä. Tämä johtuu osittain siitä, että tuottava vesivirta-analogia.

Todellisuudessa se on paljon enemmän kuin putki, joka on täytetty kiinteillä palloilla, kuten keilaputki. Tämä putki on täynnä palloja, jotka ovat linjassa päästä päähän, eikä niiden välillä ole aukkoja. Kun työnnät palloa toiseen päähän, kaikki pallot kulkevat saman matkan .

Tämä liike on elektronien virta ja pallojen siirtämiseen tarvittava voima on käytetty jännite.

Muu sekaannusten lähde on lause "vähiten vastarintaa". Joku voi kuvitella risteyksessä olevan henkilön, joka valitsee yhden kolmesta mahdollisesta tavasta. Kun henkilö otti tien, kaikki ihmiset menivät tuolla tavalla, ja tämä on juuri kuinka nykyinen EI VIRTAA . Sen sijaan virta "jakautuu" ja virtaa kaikkiin mahdollisiin suuntiin, mutta verrannollisesti näillä tavoilla olevaan vastukseen. Joskus vastus on niin suuri, että nykyinen määrä on niin pieni, että on hyödyllistä jättää huomiotta yksinkertaistamisen vuoksi.

Kysymyksesi on hieman hämmentynyt, enkä näe, miten aalloilla on mitään tekemistä tämän kanssa. Ohmin peruslaki on kuitenkin helppo selittää esimerkissäsi. Molemmissa vastuksissa on jännite \ $ V_S \ $ . Tämä tarkoittaa, että niiden läpi kulkeva virta on \ $ \ frac {V_S} {R} \ $ . Erityisesti

\ $ I_1 = \ dfrac {V_S} {R_1} \ $

\ $ I_2 = \ dfrac {V_S} {R_2} \ $

\ $ I_S \ $ on vain kahden vastuksen läpi kulkevan virran summa:

\ $ I_S = I_1 + I_2 \ $

Voit saada \ $ I_S \ $ toisella tavalla, kun otetaan huomioon vastaava resistanssi kuin \ $ R_1 \ $ ja \ $ R_2 \ $ rinnakkain.

Yleensä: \ $ R_1 || R_2 || ... R_n = \ dfrac {1} {(\ dfrac {1} {R_1} + \ dfrac {1} {R_2} + ... \ dfrac {1} {R_n})} \ $

\ $ R_1 || R_2 = \ dfrac {1} {\ dfrac {1} {R_1} + \ dfrac {1} {R_2}} = \ dfrac {R_1 \ kertaa R_2} {R_1 + R_2} \ $

Käyttäen uudelleen Ohmin lakia, on suoraan laskettava On:

\ $ I_S = \ dfrac {V_S} { R_1 || R_2} = V_S \ kertaa \ dfrac {R_1 + R_2} {R_1 \ kertaa R_2} \ $

Huomaa, että tämä on sama vastaus kuin yllä, jossa laskimme nykyisen jokaisen vastuksen läpi ja lisäsi ne saadakseen \ $ I_S \ $ :

\ $ I_S = I_1 + I_2 \ $

\ $ I_S = \ dfrac {V_S} {R_1} + \ dfrac {V_S} {R_2} = V_S \ kertaa \ dfrac {1} {R_1} + \ dfrac {1} {R_2} = V_S \ kertaa \ dfrac {R_1 + R_2} {R_1 \ kertaa R_2} = V_S \ kertaa (R_1 || R_2) \ $

Aalloilla on itse asiassa paljon tekemistä sen kanssa, kunnes vakaa tila saavutetaan. Aluksi jopa kaikkein yksinkertaisin paristosta, kytkimestä, johtimesta ja vastuksesta valmistettu piiri on voimajohto, jota ympäröivät sähkömagneettiset aallot, ja sen ymmärtäminen vaatii väliaikaisen analyysin. Tämä ohimenevä analyysi vastaa tämän blogin alkuperäiseen kysymykseen, jos ymmärrän kysymyksen ... Jopa akku on monimutkainen, ja aluksi, kunnes vakaa tila saavutetaan, tarvitaan analyysi, jota säätelevät maxwells eqn: t ja paljon muuta. Aikaisemmin DC101: tä opetettiin alun perin käyttämällä analogista vettä putkissa jne. Analogioita tehtiin myös induktanssille ja kapasitanssille. Se on hieno tapa auttaa jotakuta ymmärtämään DC: tä, jos sinulla on viisi minuuttia opettaa se heille, ja ohmilaki on niin pitkälle kuin otat opiskelijan.

Se on kuin moottoritie, joka on täynnä autoja, jossa moottoritie on johdin ja autot ovat elektroneja. Jos edessä on tietöitä, jotka rajoittavat moottoritien yhdestä kaistasta, kaikki kaistat hidastuvat ja 20 mailin takana olevat autot eivät myöskään voi ajaa nopeammin kolmen kaistan osalla, koska edessä olevat autot eivät anna niiden päästä.