Сила тока и напряжение

[Neka]

Приветствую!
Сколько книжек пролистал по радиотехнике, только в обучалке на этом сайте истина стала ближе, но все же:
Я не понимаю что такое напряжение и что такое сила тока!
В следствии, того, что я программист, мне нужно четкое декларирование исходных переменных, как сила тока и напряжение.
Возьмем батарейку 1,5V. Сколько она выдаст ампер тестеру? Почему?
Возьмем цепь из батарейки, резистора и лампочки. Сколько будет напряжение после резистора? Почему?
Разве сила тока и напряжение не могут сосуществовать? Т.е. есть сила тока но нет напряжения и наоборот?

Много вопросов, мало ответов. Благодарен за помощь.

P.S.: $всех->с_днем_программиста();
10 DRINK BEER
20 GOTO 10

[aen]

я программист

А программист в 8-м классе учился или еще нет?

В батарейке 1,5 вольта и сидят они никого не трогают, пока их не тронут, а именно создадут какую либо замкнутую цепь от плюса к минусу. Тогда по этой замкнутой цепи потечет ток, который вычисляется по закону Ома.
Если мы замкнем эти полюса резистором например 3 ома, то в цепи потечет ток равный напряжение делить на это сопротивление и получится 1,5 В : 3 Ом = 0,5 ампера.

Теперь, что будет если сразу амперметр к батарейке подключить.
Дело в том, что каждая батарейка имеет какое то внутреннее сопротивление. Обычно доли ом и до десятков ом. Амперметр теоретически имеет нулевое сопротивление, а на практике его сопротивление конечно и равно десятые доли ома. Амперметром мы тоже цепь замыкаем. Ток будет равен напряжению деленному на сумму сопротивлений амперметра и внутреннему сопротивлению источника питания.
Очень все наглядно выглядит если амперметр напрямую в сеть 220 вольт сунуть. Только накройтесь чем нибудь и попрощайтесь с амперметром. Будет небольшой взрыв.
Обычно это все радиолюбители делают один раз в возрасте от 5 до 8 лет когда задаются подобными вопросами.

Возьмем цепь из батарейки, резистора и лампочки. Сколько будет напряжение после резистора? Почему?

Напряжение батарейки поделится на этих сопротивлениях в зависимости от их величины. Если сопротивление лампочки и резистора одинаковые, то половина напряжения будет на сопротивлении, а другая половина на лампочке.
Если сопротивление лампочки в два раза больше сопротивления резистора, то 2/3 напряжения будет на лампочке, а 1/3 на резисторе, а ток в цепи будет везде одинаковый и равен напряжение делить на сумму сопротивлений лампочки и резистора.
Внутреннее сопротивление батарейки для простоты я не учитываю.
Дальше берите учебник физики за 8 класс и читайте. Там все это есть.

[Neka]

Программист учился, но он не помнит)
Получается (учитывая что 1. фактически ток течет от - к +; 2. у нас модель цепи, и сопротивление у проводов, батареек, амперметра отсутствует), что после резистора ток будет 0,5 А, а от минуса до резистора тогда сколько? или действие резистора распространится на всю цепь? Даже до резистора

UPD: В возрсте от 5 до 8(10) лет я жег в 220V однофазные счетчики, удлинители и лампы от карманных фанариков, к сожалению амперметры в то время как-то под руку не попадались

UPD2: Т.е. если лампочка рассчитана на 1,5V и 0,003А, к примеру, получается:
1. Разность потенциалов, оптимальная для свечения 1,5V, т.е. можно подключить больше или меньше.
2. Сила тока, обеспечивающая свечение равна 3мА, т.е. при подключении в цепь она будет кушать свои 3мА - не больше не меньше (модель).
Я правильно понял?

[aen]

Вверху дописал.
В последовательной цепи ток во всех точках один и тот же и зависит только от общего сопротивления цепи.
Равен напряжение делить на общее сопротивление цепи. В общем случае сумма внутреннего сопротивления источника плюс сопротивление проводов плюс сопротивление амперметра (это очень маленькие сопротивления и иногда не учитываются) и плюс сопротивление резистора и сопротивление лампочки в нашем случае.

При параллельном соединении сопротивлений картина другая.

при подключении в цепь она будет кушать свои 3мА - не больше не меньше (модель).
Я правильно понял?

Правильно, если прямо подключить к 1,5 вольтам без резистора.
Лампочка 1,5 вольта 0,003 ма значит её сопротивление упрощенно равно 1,5 : 0.003=500 Ом
Но это упрощенно.

Понятно, что если эту лампочку подсоединить к трем вольтам, то там ток будет в два раза больше и она сгорит.
Опять же это упрощенно, т.к. мы тут не учитываем, что сопротивление нити лампочки зависит от её температуры.

[anatol378]

10 http://radiokot.ru/start/analog/basics/
20 GOTO 10

[ublhjnt]

В следствии, того, что я программист,

Дальше берите учебник физики за 8 класс и читайте. Там все это есть.

Физику надо было учить!!!!
Особенно закон Ома.
Ток равен, напряжение делить на сопротивление. (Пишу словами т.к. Вы программист).
Из математики - если знаменатель стремиться к бесконечности, то частное стремится к 0, если знаменатель стремится к 0 - частное к бесконечности. Все остальное в этих пределах.

[Neka]

Я уточнил, что я программист для того, чтобы дать вам понять, что без явного обьявления переменных их в принципе не понимаю. В большинстве учебников написано так - "представим вот это, вот это в вот этом - напряжение, и есть сила тока." Всё, о силе тока больше никаких аналогий или обьяснений. Вы мне еще на ASM настрочите

[Aladdin]

Да какая разница как это написАть. По теме: Пока цепь между выводами не замкнулась, тока НЕТ, только напряжение (разность потенциалов .в розетке или в батарейке, не важно). Когда цепь замкнется плюс и минус, то в цепи появится ток. Сила тока определяется по закону Ома. Обычно цепь замыкается через сопротивление нагрузки (лампочка например, у нее тоже есть сопротивление). Если просто замкнуть выводы, получится короткое замыкание, очень большой ток.

[бабай]

Я уточнил, что я программист для того, чтобы дать вам понять, что без явного обьявления переменных их в принципе не понимаю. В большинстве учебников написано так - "представим вот это, вот это в вот этом - напряжение, и есть сила тока." Всё, о силе тока больше никаких аналогий или обьяснений. Вы мне еще на ASM настрочите

Ну если поможет такая аналогия .......... представьте себе водопроводную трубу .........так вот напряжение - это давление воды в ней ...а ток , это водяной поток ........... получается чем больше сечение трубы ( меньше сопротивление в обоих смыслах ) , тем больший объем воды она в состоянии пропускать

или еще аналогия ......более "родная " для программеров ........ пиво ....... мочевой пузырь ........ дальше продолжать ?

[kadenca]

Ребята, очень вас прошу объясните пожалуйста, что такое ток и что такое напряжение) Я уже пересмотрел не одно видео и прочитал не одну книгу. Всё равно не укладывается в голове, не могу осознать многие моменты в радиотехнике из-за непонимания, что именно такое ток и что такое напряжение. Когда объясняют на водопроводе и трубах многое не стыкуется в сравнении с электричеством(

Вот как понял я для себя. Ток это количество электронов проходящих по проводнику, чем больше движется электронов и чем свободней они перемещаются тем ток больше. Если на пути электронов поставить сопротивление (резистор) то электроны будут задерживаться и что до резистора что после резистора электроны уже будут течь одинаково медленно и ток будет меньше.
Окей, тогда напряжение это какая-то сила которая двигает (толкает) эти электроны...

И вот тут я не пойму)) Ток и напряжение не могут существовать отдельно друг от друга и между ними прямая зависимость... Почемууу тогда при прохождении сопротивления, напряжение не меняется (если вольтметр подсоединить последовательно как амперметр то он будет показывать то же напряжение, да я понимаю что так он не подключается, но мне надо понять все это для себя) а ток становится меньше??? Почему если мы меряем напряжение на делителе напряжения (из двух резисторов) оно реально делится, а на одном резисторе при последовательном включении вольтметра с резистором (повторю еще раз, я знаю, что так вольтметр не включается и кстати не понимаю почему) напряжение не меняется...



И уж тем более не как не могу для себя осознать, как ток может отставать или опережать напряжение по фазе???

Мне очень очень хочется это понять и хочется именно поговорить на форуме чтобы осознать все это)) Буду очень благодарен за помощь)



Сюда перенес.
Почитайте данную тему с самого начала.
В ней обсуждают именно ваш вопрос.
aen

[Андрей Бедов]

Сейчас придёт kalobyte, он всё популярно обьяснит.
"Всё дело в закачке зарядов электровещества в промежутки кристаллической решётки металлов"©.

Ток и напряжение не могут существовать отдельно друг от друга, и между ними прямая зависимость.

Напряжение (ЭДС) без тока существовать может, а вот ток без напряжения - нет.

и что до резистора, что после резистора - электроны уже будут течь одинаково медленно, и ток будет меньше.

Не медленно. Самих электронов будет меньше. Часть их будет "застревать" в резисторе.
Чем выше напряжение (быстрее электроны) - тем большая их часть сможет прорваться через резистор (больше сила тока).
Прорываясь с трудностью большею через резистор, электроны совершают работу (резистор греется).
Сила тока - количество движущихся электронов, напряжение - их скорость движения (это грубо).

тогда напряжение это какая-то сила которая двигает (толкает) эти электроны.

Электрическое поле в проводнике.

а на одном резисторе при последовательном включении вольтметра с резистором (повторю еще раз, я знаю, что так вольтметр не включается и кстати не понимаю почему) напряжение не меняется.

А всё зависит от сопротивления резистора и внутреннего сопротивления вольтметра.
Если резистор будет 1 Ом, а сопротивление вольтметра - 1 МОм, то на резисторе электроны практически не задержатся. Всё задержит сопротивление вольтметра, и на нём упадёт полное напряжение источника питания, которое он и покажет.
А вот если резистор будет тоже сопротивлением 1 МОм, как и вольтметр - то электроны задержатся поровну - и на резисторе, и на вольтметре.
Тогда вольтметр покажет половину напряжения источника питания (получится делитель).

Насчёт сдвига фазы - пока рановато.

[_RUS73_]

Потому что вольтметр имеет очень большое вxодное сопротивление и ток текущий через последовательно соединенный источник напряжения, вольтметр и резистор очень мал, соответственно и очень мало падение напряжения на резисторе. Вольтметр просто не в состояни его зафиксировать. Короче падение есть, но его сложно зафиксировать, так как оно ничтожно мало.

Представьте себе вольтметр как резистор с сопротивлением 1МОм.

[B@R5uk]

Когда объясняют на водопроводе и трубах многое не стыкуется в сравнении с электричеством.

Не устану повторять, что водопроводные аналогии — самый лучший способ завести человека в дебри непонимания.

Ток это количество электронов проходящих по проводнику, чем больше движется электронов и чем свободней они перемещаются тем ток больше.

Совершенно верно, только не электронов, а зарядов вообще. Ток может создаваться не только электронами, но и ионами, а в полупроводниках ещё и дырками — электронными вакансиями. Вообще, по определению (которое можно посмотреть в Википедии):

Электри́ческий ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц

Электрический ток измеряется в двух разных величинах: сила тока и плотность тока. По определению

Сила тока — количество заряда, прошедшего через сечение проводника за единицу времени.

...тогда напряжение это какая-то сила которая двигает (толкает) эти электроны...

Не совсем так. Сила на электроны, действительно действует, но со стороны электрического поля, которое существует в проводнике с током и этот ток поддерживает. Напряжение же — энергетическая характеристика электрической цепи, а не силовая. Так же как работа равна силе, умноженной на расстояние (а в общем случае криволинейный интеграл второго рода), так и напряжение — это электрическое поле, умноженное на расстояние. С прохождением заряда 1 Кл разности потенциалов в 1 В выделяется/поглощается (в зависимости от знаков) работа в 1 Дж. Эта работа может превратится в Джоулево тепло, вернуться в источник, совершить механическую работу, а так же быть накопленной в виде электрического или магнитного поля.

Если на пути электронов поставить сопротивление (резистор) то электроны будут задерживаться и что до резистора что после резистора электроны уже будут течь одинаково медленно и ток будет меньше.

Только не задерживаться, а сопротивление прохождению зарядов резистор будет оказывать большее. То есть внешнему полю надо будет совершить большую работу по перемещению зарядов на преодоление "электрического трения", то есть сопротивления. Это означает, что будет большее падение напряжения, и больший нагрев проводника (при том же токе — том же количестве зарядов в единицу времени).

Ток и напряжение не могут существовать отдельно друг от друга и между ними прямая зависимость...

Вот тут вы заблуждаетесь. Ток и напряжение — независимые физические величины. Зависимость между ними возникает, когда мы рассматриваем какой-то элемент электрической цепи. Для резистора зависимость определяется законом Ома:

U = I * R

Для конденсатора вот таким дифференциальным уравнением:

I = C * dU/dt

где dU/dt — производная напряжения на конденсаторе по времени. Аналогично конденсатору есть дифференциальное уравнение для идеальной индуктивности:

U = L * dI/dt

где dI/dt — производная тока через индуктивность по времени. Для реальной катушки к этому напряжению надо приплюсовать падение напряжения на активном сопротивлении r катушки:

U = L * dI/dt + r * I

Для реального источника напряжения с ЭДС E и внутренним сопротивлением r тоже есть уравнение связывающее ток I через подключенную цепь и напряжение U на этой цепи:

U = E - r * I

Для идеального диода есть уравнение Шокли, связывающее напряжение U на нём и ток I через него:

I = I0 * ( exp [ (e * U) / (n * k * T)] - 1 )

где I0 — ток насыщения, e — заряд электрона, n — коэффициент неидеальности, k — постоянная Больцмана, T — температура диода.

Аналогичные уравнения есть для каждого элемента цепи. Какие-то простые, другие очень сложные, но они есть.

И уж тем более не как не могу для себя осознать, как ток может отставать или опережать напряжение по фазе???

Точно так же как косинус опережает синус по фазе на пи пополам. Это связано с переменным током.

[СКАЗОЧНИК]

B@R5uk, вы могли бы свою школу открыть, или по крайней мере написать еще одну статью для новичков на этот сайт. Для самых любознательных. Только еще стоит расписать, что есть производные. ))))
З.Ы. Я бы тоже почитал, если бы это для чайников было, досконально и понятно.

[kalobyte]

если бы это для чайников было, досконально и понятно.

вонъ тех египетских закорючек даже я испугался
уметь объяснять просто и понятно - это особый дар

[Андрей Бедов]

{я чайник, объясните на пальцах}

[kalobyte]

Сейчас придёт kalobyte, он всё популярно обьяснит.

а вот хер там
я устал уже, надо бы ролик запилить

[B@R5uk]

Андрей Бедов, математика — это язык. Единственный путь в изучении языка — его использование.

[Андрей Бедов]

А по-моему, автору уже насрать.
Задал вопрос, и неделю не показывается.
А мы тут когти рвём.

[бабай]

А по-моему, автору уже насрать.
Задал вопрос, и неделю не показывается.
А мы тут когти рвём.

Таких "афторов" по десятку за день набегает .......... и все одно и о же спрашивают .........так что не зря.