Nếu điện áp được đo giữa hai điểm trên dây, không có điện trở ở giữa thì điện áp bằng 0?

Tôi có một loạt mạch. Giả sử pin có sự khác biệt tiềm năng 10 Volts.

Trên hai điểm của dây trước khi dòng điện chạm vào bất kỳ điện trở nào, tôi gắn đầu đọc của vôn kế. Vì không có điện trở, và công thức của điện áp là V = IR, điều này có nghĩa là điện áp sẽ đọc số 0 ở giữa hai điểm đó?

Nhưng làm thế nào điều này có thể - chúng ta biết có 10 vôn dòng điện chạy qua!

Ví dụ mà giáo viên của tôi đưa ra là điện giống như một dòng sông đang chảy. Điện áp là lực của nước chảy. Đá cọc giữa sông và đây là kháng chiến. Nhưng nếu bạn không chất đống đá và đo ở hai điểm, điều đó không có nghĩa là không có nguồn điện (đọc: điện áp) trong dòng chảy của dòng sông.

Ai đó có thể vui lòng làm rõ?

Bạn dường như có điện áp và hiện tại conflated.

Điện áp được gọi đúng hơn là lực điện động . Nó không, tự nó, chảy, hoặc truyền năng lượng.

Dòng điện (thường được đo bằng ampe) là thước đo lượng điện tích di chuyển trên một đơn vị thời gian. Hiện tại cũng không phải là một dòng năng lượng.

$I$$E$

Nó giúp suy nghĩ về điều này theo các hệ thống cơ học tương tự, vì chúng ta có thể quan sát các hệ thống cơ học trực tiếp bằng các giác quan của mình. Các hệ thống cơ học cũng có sức mạnh, trong đó nó bằng sản phẩm của lực và vận tốc:

Nếu bạn có lực nhưng không có vận tốc, bạn không có sức mạnh. Một ví dụ sẽ là một dải cao su kéo dài giữa hai giá đỡ cố định. Ban nhạc đang tác động một lực vào các hỗ trợ. Sự căng thẳng này là năng lượng tiềm năng. Nhưng, không có gì là di chuyển, và không có năng lượng nào được lưu trữ trong dải kéo dài đang được chuyển sang bất cứ thứ gì khác.

Tuy nhiên, nếu ban nhạc có thể di chuyển các giá đỡ, bây giờ chúng ta có vận tốc. Khi băng di chuyển các giá đỡ, năng lượng được lưu trữ trong dải kéo dài sẽ được chuyển đổi thành động năng trong các giá đỡ. Tốc độ truyền năng lượng này xảy ra là sức mạnh.

Điện áp là một lực di chuyển điện tích. Hiện tại là vận tốc của điện tích. Kháng chiến là cách dễ dàng để di chuyển các hỗ trợ.

Đây là một hệ thống cơ học tương tự như mạch của bạn:

Chúng tôi có một vòng cứng, gắn vào một động cơ áp dụng một số lực để xoay nó. Cũng được gắn vào vòng, chúng tôi có một phanh, chống lại sự quay vòng của vòng. Để sự tương tự này là đúng, đây phải là một phanh cung cấp một lực tỷ lệ thuận với vận tốc của vòng chuyển động qua nó. Hãy tưởng tượng nó được ghép với một cái quạt, vì vậy khi vòng quay nhanh hơn, quạt quay nhanh hơn, tạo ra lực cản khí động học hơn .

$1kN$

Những lực lượng khác đang hành động trên vòng? Vì chúng tôi đang xem xét một hệ thống lý tưởng hóa không có ma sát, nên không có hệ thống nào. Nếu bạn đã chèn máy đo biến dạng tại các điểm A và B, bạn sẽ đo được sự khác biệt giữa chúng. B đang bị nén khi động cơ đẩy vòng vào phanh chống lại lực cản của nó và A đang bị kéo căng khi động cơ hút nó ra khỏi phanh.

Nhưng sự khác biệt giữa B và C là gì? chẳng có ai. Nếu điều đó không rõ ràng bằng trực giác, hãy cân nhắc rằng bạn phải cắt một khoảng trống trên vòng và đưa tay vào để chiếc máy này có thể đập vỡ nó. Có một điểm mà bạn thích làm điều này? Không, bàn tay của bạn sẽ bị đập vỡ như nhau bất kể bạn làm ở đâu bên trái của chiếc nhẫn.

Các lực đo bằng đồng hồ đo biến dạng tương tự như điện áp. Chúng tôi chỉ có thể đo điện áp liên quan đến một số điện áp khác. Đó là lý do tại sao vôn kế của bạn có hai đầu dò. Bất cứ nơi nào bạn đặt chì đen được xác định là "0V". Vì vậy, kịch bản bạn trình bày trong câu hỏi của bạn giống như đo lường sự khác biệt giữa B và C: nó bằng không.

Điều này có vẻ hơi kỳ lạ, bởi vì chúng ta biết có một lực nén trên toàn bộ mặt bên của chiếc nhẫn. Có vẻ như điều đó sẽ tốt cho một cái gì đó. Nhưng hãy xem xét điều này: trọng lượng của tất cả khí trong bầu khí quyển của Trái đất dẫn đến áp lực ở mực nước biển khoảng 15 pound mỗi inch vuông. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể tạo ra một cỗ máy hoạt động chỉ vì nó chịu áp lực này? Không. Để làm việc với áp suất khí quyển này, chúng ta cần một sự khác biệt về áp suất. Nếu không có sự khác biệt, chúng ta không thể làm cho không khí chuyển động. Xem xét lại các định nghĩa về sức mạnh ở trên, và nó sẽ trở nên rõ ràng như thế nào là đúng.

Vôn kế của bạn và giáo viên của bạn đều đúng, nhưng sự tương tự nước của điện chỉ có thể đi rất xa. Một nhược điểm lớn là, không giống như nước, không có điện áp tuyệt đối. Điện áp luôn luôn tương đối giữa hai điểm.

Không có thứ gọi là "10 volt dòng điện chạy xung quanh". Điện áp là lực đẩy các điện tích để tạo ra dòng điện. Hiện tại là phí thực sự chảy. Hoàn toàn có thể có điện áp không có dòng điện và dòng điện không có điện áp (hoặc không đo được).

Tương tự sông giáo viên của bạn thực sự vẫn hoạt động trong trường hợp này nếu bạn áp dụng nó một cách chính xác. Điện áp là áp lực trong dòng sông đẩy nước hạ lưu. Trong một dòng sông, bạn có thể thấy áp lực này là độ cao của mặt nước. Khi bạn chất đống đá trên sông, độ rộng của dòng sông sẽ cao hơn những tảng đá bên dưới. Điều đó sẽ hiển thị như một sự khác biệt áp lực nếu bạn đo bằng một áp lực tương đối giữa trên và dưới các tảng đá.

Dây giống như một dòng sông không có đá. Áp lực tại một điểm và một vài feet về phía thượng nguồn về cơ bản là như nhau. Đó là những gì vôn kế của bạn đang cho bạn thấy. Một điểm khác biệt giữa một dòng sông thật và một dây đồng là dây đồng là một dòng sông lý tưởng hơn nhiều, không giống như bất cứ điều gì nước thực sự có thể làm. Dây không phải là đá (không phải là điện trở) mà rất ít điện áp tích tụ cho dòng chảy. Thực tế có một sự khác biệt nhỏ về điện áp giữa hai điểm trên dây, nhưng dây là một dây dẫn tốt đến mức chênh lệch điện áp này quá nhỏ so với đồng hồ vạn năng thông thường để đo. Nếu bạn thay thế đoạn dây ngắn bằng vài 10 mét dây và sau đó đo theo đó, đồng hồ vạn năng của bạn có thể hiển thị một điện áp nhỏ.

Có 10 volt dòng điện chạy qua!

Điện áp không "chảy". Nó là thước đo của điện thế điện, và do đó chỉ tồn tại qua hai điểm.

Nó giống như cố gắng đo chiều cao của một ngọn núi; không có thứ gọi là "chiều cao tuyệt đối", chỉ có chiều cao so với thứ khác, ví dụ như đồng bằng xung quanh nó, mực nước biển, v.v.

Điều về điện áp là nó phải luôn được đo tương đối với một cái gì đó. Nói cách khác, mét đo sự khác biệt điện áp không phải mức điện áp riêng lẻ . Trong một tình huống lý tưởng, đồng hồ trong ví dụ của bạn sẽ đọc số không. Tuy nhiên, ngay cả dây có một chút điện trở nhỏ nên sẽ có đọc điện áp rất nhỏ nếu bạn có một đồng hồ có độ chính xác micro-volt.

Đi trên một tiếp tuyến nhỏ với lời giải thích chênh lệch điện áp, mức điện áp không thực sự làm tổn thương con người. Đó là sự khác biệt điện áp làm tổn thương mọi người. Đây là cách các kỹ thuật viên có thể làm việc trên 500.000 đường dây điện áp mà không bị rán. Họ mang mức điện áp lên tới 500 KV nên chênh lệch điện áp trên cơ thể của họ bằng không.

Dưới đây là một ví dụ mà một giáo viên vật lý của tôi đã nói với chúng tôi để giúp hiểu khái niệm này. Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên đỉnh tòa nhà Empire State. Chiều cao đó không gây hại cho bạn. Tuy nhiên, nếu bạn nhảy, sự khác biệt về chiều cao sẽ giết chết bạn. Đây là khái niệm tương tự với điện áp.

Trên thực tế có sự sụt giảm điện áp giữa hai điểm bất kỳ dọc theo dây - nhưng nó sẽ nhỏ vì điện trở của dây nhỏ (thậm chí dây có một vài viên sỏi trong đó).

Ví dụ : Nếu điện trở của dây giữa hai ngạnh rất nhỏ (giả sử 1/1000 ohms) và dòng điện 1 Ampe đang chảy thì sẽ có sự sụt giảm điện áp 1/1000 của một volt (0,001V) giữa các ngạnh của vôn kế của bạn.

Nếu vôn kế của bạn được đặt thành phạm vi 10V, bạn sẽ không thấy điện áp này giảm và đồng hồ sẽ đọc số không.

Nếu bạn có thể lấy một vôn kế để đo xuống phạm vi mV hoặc thậm chí uV, bạn sẽ thấy rằng khi bạn di chuyển các ngạnh của đồng hồ dọc theo dây, bạn sẽ có một sự thay đổi điện áp miễn là dòng điện chạy qua mạch.

Nếu KHÔNG có dòng điện chạy (tức là mạch bị hỏng), bạn sẽ không nhận được sự thay đổi điện áp này.

Điều này là do một máy đo Volt đang đo sự chênh lệch điện áp giữa hai đầu dò. Bởi vì không có phần tử mạch nào như điện trở ở giữa các đạo trình của bạn để giảm điện áp, chênh lệch điện áp bằng 0 và bạn sẽ nhận được số đọc điện áp bằng không. Liên quan đến sự tương tự dòng sông của bạn bởi vì không có đá (điện trở AKA) lượng nước và tốc độ nước chảy vào giữa các đầu dò của bạn sẽ giống nhau.

Nếu điện áp được đo, thì điện áp là bất cứ điều gì phép đo nói, theo định nghĩa. Nếu bạn chỉ gọi nó bằng 0 dựa trên lý do khác, như điện trở suất và khoảng cách của dây và lượng dòng điện chạy, thì điều đó không còn tính đến phép đo.