Đoản mạch = không có điện?

Bây giờ tôi muốn xây dựng công cụ và tôi thực sự thích học hỏi mọi thứ (xem xét tôi bắt đầu từ đầu).
Vì vậy, tôi đang đọc tất cả các trang web này và dòng sau đây trong bài viết này đã khiến tôi phải gãi đầu một lúc:

[về định mức công suất của mạch]
Tương tự như vậy, nếu chúng ta có tình trạng ngắn mạch, dòng điện có mặt nhưng không có điện áp V = 0, do đó 0 x I = 0 nên công suất tiêu tán trong mạch là 0.

Tôi khá chắc chắn rằng bạn có thể làm tan chảy mọi thứ khi kết nối nó với cả hai đầu của pin. Không phải tôi đã thử nó mà thậm chí chạm vào cả hai đầu của pin AAA bằng một dây kim loại tạo ra ánh sáng lấp lánh và nhiệt. Có thực sự đúng rằng không có điện năng tiêu tán trong mạch trong điều kiện ngắn mạch?

Ngoài ra, tôi nhớ rằng không thể có dòng điện tử trong mạch nếu không có sụt áp giữa hai đầu mạch. Sau đó, không phải là dòng tôi trích dẫn loại mâu thuẫn?

Bạn không nên quá khó khăn với giáo sư của bạn.

Phần lớn những người mới nhầm lẫn với cuộc đấu tranh EE là chúng ta nói về các mạch LÝ TƯỞNG lý thuyết như là một phần của quá trình giảng dạy. Trong các mạch lý tưởng, mọi thứ thường hành động khá trái ngược với các quan niệm trực quan và thử nghiệm của bạn về cách mọi thứ thực sự hoạt động.

Những thứ như ngắn mạch, máy biến áp, điốt và hầu hết mọi thứ khác mà chúng tôi làm việc cùng, có những mô hình lý tưởng mà chúng tôi sử dụng để mô tả và hiểu chúng trong phạm vi cách chúng tôi cố gắng sử dụng chúng. Thực tế phức tạp hơn nhiều và khó hơn nhiều, nếu không nói là không thể, để xác định hoàn toàn.

Như vậy, định nghĩa của "ngắn mạch" trên thực tế là một "thành phần lý tưởng". Đó là điện trở có điện trở bằng 0, bằng . Đó là, lực của pin sẽ tác động thông qua nó mà không có lực đối nghịch. Nhấn vào không có gì, bạn không làm việc, và không có sức mạnh bị tiêu tan.$0\Omega$

Trong cuộc sống thực, tất nhiên, dây bạn sử dụng để rút ngắn pin có một số điện trở nhỏ. Bản thân pin cũng có một số điện trở trong. Vì cả hai đều nhỏ, dòng điện kết quả là rất lớn. Điều đó có nghĩa là rất nhiều năng lượng bị tiêu tán trong dây, và trong pin và mọi thứ nhanh chóng trở nên ấm hơn.

Như tôi đã nói, đừng quá khó khăn với giáo sư của bạn. Rất nhiều EE đang chấp nhận các lý tưởng theo mệnh giá trong khi nhận ra rằng thực tế khá khác biệt. Các mô hình lý tưởng cho chúng ta một điểm cơ bản để làm việc từ đó cho phép chúng ta thiết kế mọi thứ ở mức độ chính xác làm việc mà không bị lạc trong sự hỗn loạn của các hiệu ứng trong thế giới thực.

Tuy nhiên, chúng ta luôn phải lưu tâm rằng những lý tưởng là một huyền thoại.

thậm chí chạm vào cả hai đầu của pin AAA bằng dây kim loại sẽ tạo ra ánh sáng lấp lánh và nhiệt

Để phân tích mạch này, bạn phải xem xét cả điện trở trong của pin và điện trở thực của dây.

Vì một dây thực sự có điện trở khác không, một số năng lượng thực sự sẽ được truyền tới dây và biến thành nhiệt.

Nhưng ngoài ra, vì pin thật có điện trở trong, một phần năng lượng sẽ được chuyển thành nhiệt bên trong pin, nơi nó không hoạt động tốt và có thể làm hỏng pin.

Tuyên bố (từ trang web) chỉ đúng theo nghĩa lý thuyết thuần túy, vì thực sự không có thứ gọi là 0 ohm ngắn. Tất cả các dây có một số điện trở, và một pin có sức đề kháng bên trong. Giáo sư của bạn đã thực sự chính xác - nếu có dòng điện, thì có sự sụt giảm điện áp, mặc dù nó có thể rất nhỏ.

Trong thực tế, một cách đo dòng điện trong mạch là đặt điện trở hiệu chuẩn nhỏ (gọi là điện trở shunt) điển hình là 0,01 ohm nối tiếp với tải và đo điện áp rơi (thường tính bằng millivolts) của shunt.

Điện áp bằng 0 với ngắn mạch chỉ đúng nếu không có điện trở bằng không. Đó là một tuyên bố lý thuyết.

Trong thực tế (ít nhất là đối với chúng tôi ở nhiệt độ phòng) sẽ luôn có một số điện trở và do đó, một mạch ngắn sẽ có một số điện áp và do đó năng lượng.

Hãy xem xét các mạch lý tưởng (a) dưới đây. Có dòng điện 2 A chạy qua mạch. Nó đi từ A đến B, qua điện trở đến C, rồi quay lại D và qua nguồn điện áp đến A, hoàn thành mạch.

Bây giờ, điện áp rơi trong dây AB là bao nhiêu và công suất tiêu tán ở đó là bao nhiêu? Đó là một dây lý tưởng, vì vậy điện trở của nó bằng không, và do đó điện áp rơi và công suất cũng bằng không. Bất kể thực tế là có dòng điện 2 A chạy qua nó. Một dây lý tưởng là ngắn mạch, và đây là một dây tiêu tan không có điện, giống như giáo viên của bạn nói.

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

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

Rõ ràng, cũng có sự sụt giảm điện áp, vì điện áp ròng xung quanh mạch phải bằng không. Một điện áp khác không lần dòng vô hạn cung cấp năng lượng vô hạn. Điều này khác với (a), vì ở đây, toàn bộ nguồn điện áp bị ngắn mạch.

^{mô phỏng mạch này}

Khi một số phần tử điện trở được kết nối nối tiếp và được điều khiển bởi một nguồn điện áp, tổng lượng điện năng sẽ tỷ lệ nghịch với tổng điện trở (chính xác là điện áp bình phương chia cho điện trở), nhưng phần năng lượng nhận được bởi mỗi phần tử điện trở riêng lẻ sẽ tỷ lệ thuận với điện trở của nó.

Nếu một dây có điện trở 1 ohms nối tiếp với bóng đèn có điện trở là 99 ohms và sự kết hợp đó được điều khiển với nguồn 100 volt, thì tổng công suất sẽ là bình phương 100 volt, chia cho 100 ohms tổng điện trở, tức là 100 watt. Với sức mạnh đó, 99% sẽ bị tiêu tan trong bóng đèn và 1% sẽ bị tiêu tan trong dây.

Nếu điện trở của bóng đèn giảm xuống 0,001 ohms, thì tổng công suất tiêu tán sẽ là bình phương 100 volt chia cho tổng điện trở 1,001 ohms, tức là 9,9990 watt. Với sức mạnh đó, khoảng 0,1% (10 watt) sẽ bị tiêu tan trong bóng đèn bị chập và 99,9% (9980 watt) trong dây. Lưu ý rằng sự tiêu hao năng lượng tối đa trong bóng đèn sẽ xảy ra nếu điện trở của nó bằng với dây dẫn. Trong trường hợp đó, 5.000 watt sẽ được chia đều giữa dây và bóng đèn (mỗi bóng nhận được 2.500 watt).

Điều này dường như xuất phát từ một giả định rằng, ngay cả trong quá trình lý tưởng hóa , dòng điện qua mạch vẫn là hữu hạn, và do đó V = IR ngụ ý V = 0.

Một mô hình hợp lý hơn, một thế giới thực ngắn sẽ là điện áp vẫn không khác; trong trường hợp lý tưởng của điện trở bằng 0, do đó bạn có dòng điện vô hạn . Công suất P = IV cũng sẽ là vô hạn.

Câu hỏi của bạn làm tôi tò mò, vì vậy tôi đã đăng bài của riêng tôi . Nhận xét của Nick Alexeev, tôi nghĩ, về cơ bản trả lời câu hỏi của bạn - mô hình ngắn mạch mà bạn đang đọc có nghĩa là để mô hình hóa các mạch lành tính hơn, không phải là các mạch tan chảy.