Tại sao các mạch được coi là vòng lặp?

Vì vậy, tôi biết rằng khi bạn nói về một thứ gì đó như một mạch điện bao gồm pin, một mạch LOOKS giống như một vòng lặp, nhưng đó chỉ đơn thuần là vì thực tế là nguồn cung cấp gần với đầu ra.

Tuy nhiên, đây không phải là trường hợp, phải không? Pin chỉ tự hoạt động vì nó tiện lợi, nhưng bạn có thể rút nguồn điện bằng cách kết nối nó với BẤT K end điểm cuối tích điện dương nào, nếu tôi hiểu đúng.

Do đó, các mạch được coi là vòng lặp chỉ vì nó thuận tiện để nghĩ về nó theo cách đó? Vì một dòng sông không thể chảy trong một vòng tròn, cũng không thể tạo ra điện bởi vì nó sẽ hoạt động với tiềm năng bằng không, do đó không có nghĩa là không có chuyển động!

Hầu hết các mạch được coi là các vòng vì điện tích trong vật liệu dẫn điện có xu hướng cân bằng sự khác biệt tiềm năng tĩnh điện tương đối nhanh chóng. Lấy một dây dài / que chẳng hạn. Giả sử bạn có thể thêm electron vào một mặt của nó. Lúc đầu, bạn bắt đầu với 0 electron. Khi bạn thêm electron đầu tiên, không có gì khác xung quanh để nó có thể đi bất cứ đâu. Khi bạn thêm electron thứ hai, nó sẽ đẩy electron thứ nhất càng xa càng tốt để thử và tạo sự cân bằng điện tích trong thanh. Chuyển động điện tử đầu tiên này thực sự là một dòng điện nhỏ và chuyển động của nó có thể được sử dụng để trích xuất công việc từ nó (bởi vì nó đã hoạt động để thêm electron thứ hai vào hệ thống). Thêm một electron thứ ba sẽ đẩy electron thứ hai vào giữa. Electron thứ hai ' Chuyển động của nó là một nửa của lần đầu tiên, do đó bạn chỉ có thể trích xuất một nửa số lượng công việc ra khỏi nó. Electron đầu tiên ở đầu kia và không di chuyển vào thời điểm này. Nếu bạn tiếp tục thêm electron vào que ở một đầu, chuyển động của các electron khác sẽ ngày càng ít đi. Chẳng mấy chốc, bạn sẽ ở mức hàng ngàn volt và không có khả năng trích xuất bất kỳ công việc nào ra khỏi nó vì đơn giản là không có nơi nào để các electron đi.

Thay vào đó, điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta lấy các electron ra khỏi một bên và thêm nó vào phía bên kia? Bây giờ mỗi điện tử bạn làm điều này sẽ làm cho tất cả các điện tử khác di chuyển theo phản ứng theo một hướng cùng một lượng. Bây giờ bạn có thể trích xuất một lượng công việc thống nhất ra khỏi hệ thống cho mỗi điện tử bạn di chuyển. Nhưng bạn đã làm gì? Bạn đã tạo ra một vòng lặp với bàn tay của bạn di chuyển các electron mỗi lần. Đây là lý do tại sao hầu hết các mạch sử dụng một vòng lặp. Có một cái gì đó đẩy các electron theo một (hoặc có thể cả hai). Trong trường hợp của bạn, đó là pin, nhưng máy phát điện và nhiều phương pháp khác có thể được sử dụng để "bơm" điện tử để trích xuất công việc từ chúng ở một vị trí khác.

Bạn có thể nghĩ về pin như một máy bơm điện tử, nó chuyển hóa học các electron từ cực dương sang cực âm để duy trì một 'áp suất điện' nhất định (Đó là những gì mà những người đầu tiên gọi là sự khác biệt tiềm năng trong một số sách cũ, và đó là không phải là một mô hình xấu).

Để thực sự làm cho điều này làm bất cứ điều gì hữu ích, bạn cần cung cấp một đường dẫn cho các electron chảy qua, sử dụng các electron chuyển động để thực hiện một số nhiệm vụ thú vị [1]. Điều này có thể làm nóng một sợi dây mỏng để tạo ra ánh sáng, hoặc cung cấp năng lượng cho một số phản ứng điện hóa khác để sạc lại pin khác, hoặc tạo ra từ trường trong động cơ hoặc bất cứ thứ gì. Đường dẫn này rõ ràng phải là một vòng lặp nếu bạn muốn hệ thống chạy nhiều hơn sau đó rất nhanh (nghĩ nano giây).

Lưu ý rằng không có bất kỳ đề cập nào về mặt đất hay như vậy, tất cả các điện áp được đo tương đối với một số điểm tùy ý trong hoạt động của bạn và để điện áp đó làm bất cứ điều gì hữu ích thì phải có một vòng lặp để dòng điện chạy [2].

Ground là một trong những từ thực sự tào lao có nghĩa là ít nhất 3 điều khác nhau theo cách phụ thuộc bối cảnh cao, bỏ qua ngay bây giờ.

[1] Các electron trong một dây dẫn đồng ở bất kỳ loại dòng điện nào bạn muốn chơi khi di chuyển trung bình rất chậm, suy nghĩ ít hơn một mm mỗi giây, nhưng một dây giống như một ống chứa đầy vòng bi, bạn đẩy từng cái một kết thúc, một cái bật ra cái kia nhanh hơn rất nhiều sau đó bất kỳ quả bóng nào thực sự di chuyển xuống ống.

[2] Yea, tôi biết, cổng bộ nhớ flash, ống kính tĩnh điện, máy in laser, tất cả các loại ngoại lệ nhỏ, nhưng bây giờ hãy sử dụng nó.

Xin lỗi, không. Pin hoặc bất kỳ nguồn cung cấp năng lượng nào, về lâu dài, vẫn trung tính về điện. Các lực phục hồi trên điện tích tách biệt là rất lớn và việc tách điện tích vĩnh viễn ở quy mô mạch đơn giản là sẽ không xảy ra. Điều này có nghĩa là nếu dòng điện chạy ra khỏi một thiết bị đầu cuối thì nó phải chảy qua thiết bị khác. Giới thiệu gần nhất bạn sẽ có một ngoại lệ là micrô điện tử, có chứa các khoản phí được phân tách vĩnh viễn - chỉ là không nhiều.

Một mạch PHẢI là một vòng lặp. Khi vòng lặp được đóng lại, dòng điện chạy qua tải. Khi vòng lặp mở, mạch bị tắt.

Có lẽ bạn có thể cho rằng điện áp là "lực" đẩy các điện tích chảy trong vòng lặp. Hiện tại là dòng chảy theo đơn vị thời gian.

Không có vòng lặp, không có hiện tại.

... nhưng bạn có thể rút nguồn điện bằng cách kết nối nó với BẤT K end điểm cuối tích điện dương, nếu tôi hiểu đúng.

Không. Hãy nhìn vào Bảo tồn Năng lượng và Bảo tồn Phí . Nếu chúng ta rút các khoản phí từ một điểm tiềm năng tích cực, các khoản phí PHẢI trả lại qua một điểm tham chiếu (cực âm của baterry, GND, v.v.), tức là chảy trong một vòng khép kín.

Tôi tin rằng có một câu trả lời chung chung hơn và chúng ta nên nghĩ về dòng điện không phải là điện áp.

Tất cả các mạch phải tuân theo Định luật Kirchoff - được thành lập dựa trên các phương trình cơ bản của Maxwell mô tả cách dòng chảy trong bất kỳ phương tiện truyền thông nào.

Nếu một nút không được kết nối (thông qua bất kỳ phương tiện nào ở bất kỳ tần số nào) thì nó không thể tạo thành một phần của các mạch. Ngược lại, bất kỳ nút nào được kết nối theo bất kỳ cách nào tạo thành một phần của mạch.

Định luật Kirchoff có thể được gọi đơn giản là "Tổng dòng điện trong bất kỳ mạch nào bằng 0" tức là với mỗi dòng điện rời (trong trường hợp này chúng ta sẽ gọi đây là dòng điện dương) từ một nút là một dòng tổng hợp ngược dòng và ngược chiều (âm) phải nhập cùng một nút.

Nếu bạn đưa ra kết luận hợp lý này, tất cả các nút phải được kết nối trong một hoặc nhiều vòng để tổng trong mạch bằng không. Tất cả các tiêu cực và tích cực phải hủy bỏ chính xác.

Bạn đúng một phần, trong đó các electron sẽ chuyển từ tiềm năng sang tiềm năng cao hơn. Vì vậy, bạn có thể nghĩ rằng nếu tôi có điện áp tại một điểm trong không gian A với một dây chạy đến một điểm khác trong không gian B thì các electron sẽ chạy qua dây.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Tuy nhiên, điện áp tự nó có nghĩa là không có gì. Một điện áp là một sự khác biệt về tiềm năng giữa hai điểm.

^{mô phỏng mạch này}

Đó là, bạn cần một điểm tham chiếu chung để thực sự khẳng định điện áp ở vị trí đầu tiên. Do đó, bạn kết thúc với một vòng lặp, với một số kháng cự, cho dù bạn có muốn hay không.

Tuy nhiên, điều đó cũng mang đến một điểm khác. Trong mạch trên, ngay cả khi không có dây tham chiếu, vẫn có một số điện trở giữa các mặt tiêu cực của các nguồn điện áp, mặc dù rất lớn. Như vậy, bạn có một vòng lặp và một dòng điện nhỏ sẽ chạy trong dây, mặc dù nó có thể quá nhỏ để bạn đo nó.

Nó cũng quan trọng để tách khái niệm dòng điện khỏi khái niệm chuyển động của điện tử. Hiện tại là một đại diện trừu tượng trong khi chuyển động điện tử là một hiện tượng vật lý. Chúng tôi nói các vòng hiện tại thông qua pin hoặc tụ điện, nhưng trong thực tế, các điện tử thì không. Thay vào đó, một số lượng điện tử bằng nhau thoát khỏi chúng cũng như đi vào phía bên kia. Sự khác biệt đó là tinh tế, nhưng quan trọng.

Hiện tại là một dòng mang điện tích, thường là các electron hoặc các nguyên tử thiếu điện tử.

nếu chúng ta lấy pin: dòng điện trong vòng kín là dòng điện

nhưng một số người nói với tôi là được, nhưng điều gì xảy ra khi bạn chạm vào một điểm tích cực của váng sữa nguồn chúng ta bị nghẹt thở,

Câu trả lời rất đơn giản: người tạo ra một vòng khép kín với trái đất để làm cho các electron chảy trong cơ thể mình, nhưng con chim không bị sốc vì nó không tạo ra một vòng lặp gần

một mạch bao gồm một pin, ... LOOKS như một vòng lặp

Nó là một vòng lặp. Chất điện phân của pin là một chất dẫn tốt , một cicuit ngắn.

Có lẽ bạn có quan niệm sai lầm rằng pin "cung cấp điện tích", hoặc dòng điện qua chất điện phân là không ampe? Không, không làm việc như vậy. Pin hoạt động giống như ngắn mạch, điện trở trong rất thấp và mạch đơn giản với pin là một vòng khép kín.

Pin không cung cấp bất kỳ khoản phí nào cho các mạch. Điện tích chảy đến từ chính đồng, từ biển điện tử của kim loại.