LINUX.ORG.RU
ФорумTalks

простая электрическая задачка

 


0

1

Представьте себе последовательную цепь из нескольких батареек и лампочки. Влияет ли порядок включения батареек на яркость?

Мой ответ — не влияет по прафилу Кирхгофа: как контур не обходи, к лампочке приложена одна и та же ЭДС, сопротивление цепи так же одно и тоже. Однако физик на экзамене много лет назад сказал «не всё так просто». Вот я все эти годы мучаюсь — я чего-то не знаю или это он так пошутил?

★★★★★

Последнее исправление: true_admin (всего исправлений: 1)

Ответ на: комментарий от cvs-255

ну да, если рассматривать всё это как соединенных резистором два гвоздя и 2(N-2) уходящих в черный ящик резистора, то можно даже узреть симметрию. Хотя, не всё так просто.

ilovewindows ★★★★★
()

Вообще то первичен закон Ома (в дифференциальной форме) и закон сохранения заряда, Кирхгоф лишь следствие. В частности при включении разных батареек последовательно между ними должны быстро накапливаться заряды, компенсирующие разные отношения ЭДС/внут.сопр. что бы ток по всей цепи был одинаков. Пока система не выйдет на стационар, в зависимости от того где сидит лампа она будет гореть с разной яркостью, поскольку токи будут разные.

AIv ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

то I = (U-E)/R, где U - внешнее напряжение, E - эдс батарейки, R - внутреннее сопротивление. Итого - линейная вах

во первых - ни такая уж и линейная, во вторых - она не будет через ноль проходить, а будет сдвинута, как у диода. (даже как раз больше похожа на твой стабилитрон).

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от BMX

просто всегда считал, что обычные пальчиковые батарейки имеют мизерное внутреннее сопротивление

у лампочки тоже небольшое. Всё относительно. От одной часовой батарейки лампочка от фонарика вообще гореть не будет, а вот если десяток вместе - наверное загорится.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от drBatty

Да, блин, она не будет проходить через 0. Будет наклонная прямая линия, не проходящая через 0. Каким фигом это делает ее похожей на вах диода?

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от drBatty

ну ты не напряжение будешь прикладывать, а скорее ток

Фраза заставила мой мозг плакать кровавыми слезами. Это как «я тебе не ударю по морде, а твое лицо соприкоснется с моим кулаком, оставаясь неподвижным»

buddhist ★★★★★
()
Последнее исправление: buddhist (всего исправлений: 1)

Ну что, решили задачку с гвоздями? Мой ответ: 2R/N (R - сопротивление резисторов, соединяющих гвозди), ушел читать тред.

prischeyadro ★★★☆☆
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Да, блин, она не будет проходить через 0. Будет наклонная прямая линия, не проходящая через 0. Каким фигом это делает ее похожей на вах диода?

диод, это такой элемент с двумя концами, который в прямом направлении проводит ток лучше, чем в обратном. Согласен?

Батарейка, по твоему проводит ток в обратном направлении лучше/также как в прямом?

Хорошо, на пальцах объясняю: Возьми батарейку, и подключи лампочку. Лампочка будет гореть.

Теперь разорви цепь, и включи в разрыв диод. Будет гореть лампочка? Смотря как включишь. Если правильно включишь - будет, если неправильно - не будет.

Теперь замени диод такой-же второй батарейкой. Как поведёт себя лампочка? Точно так же, как с диодом. Разве что светит будет при правильном включении поярче.

Следовательно, в некоторых условиях, диод эквивалентен по действию батарейке.

drBatty ★★
()
Последнее исправление: drBatty (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от buddhist

Фраза заставила мой мозг плакать кровавыми слезами.

возьми какой-нить кремниевый диод (можешь выдрать из любого БП, там есть), и приложи к нему напряжение более 1 вольта в прямом направлении. Это заставит плакать либо то, чем ты прикладываешь, либо то, к чему ты прикладываешь.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от drBatty

диод, это такой элемент с двумя концами, который в прямом направлении проводит ток лучше, чем в обратном. Согласен?

Диод - элемент с определенным видом ВАХ. Всё.

Теперь замени диод такой-же второй батарейкой. Как поведёт себя лампочка? Точно так же, как с диодом. Разве что светит будет при правильном включении поярче.

И как отсюда ты делешь вывод о том что батарейка - диод? У тебя при обратном включении второй батарейки уменьшается суммарная ЭДС. Никакого отношения к разной проводимости в разных направлениях, а обладние этим свойством и есть определение диода, это не имеет

cvs-255 ★★★★★
()
Последнее исправление: cvs-255 (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от AIv

между ними должны быстро накапливаться заряды

Это зовется паразитная емкость. И к ним законы Кирхгофа тоже применимы в комплексном виде.

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

И как отсюда ты делешь вывод о том что батарейка - диод?

дык она ведёт себя как диод — а стало быть её можно считать «хреновым диодом».

Никакого отношения к разной проводимости в разных направлениях

самое прямое - за счёт внутренней ЭДС, батарейка имеет разную проводимость в зависимости от полярности. И описанный выше эксперимент это прямо доказывает.

Ты просто видел за свою жизнь мало диодов и мало батареек. Например не видел диоды из консервной банки, и/или не знаешь, что солнечная батарейка из калькулятора - на самом деле тоже диод. Фишка в том, что батарейка и диод по своей сути похожи. Солевая батарейка - это просто такой «одноразовый диод», где ток не только может протекать в одном направлении, но и течёт сам по себе, хотя и не бесконечно и вообще не долго. В обычном кремниевом диоде этот процесс тоже происходит, только он намного меньше заметен, ибо не нужен.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

слева ВАХ диода, справа батарейки

ну. Ничего похожего не замечаешь? А если изогнуть ВАХ батарейки или распрямить ВАХ диода? Кстати, ВАХ батарейки ты идеализировал, IRL она тоже изогнута, по типу как у диода, только слабее.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Надо объяснить drBatty, что батарейка - не диод.

не нужно. Я и так это знаю.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от drBatty

ну. Ничего похожего не замечаешь?

Ничего кроме того, что у диода и батарейки вах идет из нижнего левого в правый верхний.

Но наклон вах у диода слева и справа различается в десятки раз. У батарейки же он более менее постоянен.

Батарейка, в отличие от диода, не мешает внешнему току идти ни в одну из сторон, а просто добавляет еще и создаваемый ей ток.

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Но наклон вах у диода слева и справа различается в десятки раз. У батарейки же он более менее постоянен.

это только потому, что твоя батарейка в сферическом вакууме, а диод реальный. IRL внутреннее сопротивление батарейки сильно нелинейное, можешь сам померить, если не веришь.

Батарейка, в отличие от диода, не мешает внешнему току идти ни в одну из сторон, а просто добавляет еще и создаваемый ей ток.

пропустил слово «идеальная». Идеальный диод тоже проводит ток только в одном направлении. Причём, как ты наверное понимаешь, реальный диод совсем не моделируется идеальным диодом и идеальным сопротивлением. А вот для батарейки ты такой вариант почему-то допускаешь.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от drBatty

Если оворить про совсем уж реальные диоды и батарейки, то у реального диода при нулевом напряжений между концами не течет ток кз.

cvs-255 ★★★★★
()
Последнее исправление: cvs-255 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от cvs-255

то у реального диода при нулевом напряжений между концами не течет ток кз.

а вот ты возьми микроамперметр, и проверь своё смелое(и глупое) заключение.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от prischeyadro

Решили. Не трать время. Подскажи лучше, можно двумя параллельными диодами на 1.2 ампера мах.ток заменить один на 2.4 ампера ?

ilovewindows ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от drBatty

Померил (правда это был триод, но сетка отключена). 0, как я и говорил.

Ах да, может ты имел ввиду конкретную реализацию в виде полупроводникового диода с его побочными эффектами, а не сам класс устройств-диодов? Тогда батарейка уж никак не подходит под твое понимание диода

cvs-255 ★★★★★
()
Последнее исправление: cvs-255 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от cvs-255

Померил (правда это был триод, но сетка отключена). 0, как я и говорил.

упоролся? Ламповый что-ли? Дык хоть накал включи. Хотя я не помню, есть-ли у обычной лампы такой ток. Эмиссия электронов от катода точно будет, и если ты сетку с анодом соединишь, то и ток скорее всего зафиксируешь.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Ах да, может ты имел ввиду конкретную реализацию в виде полупроводникового диода с его побочными эффектами, а не сам класс устройств-диодов?

это далеко не побочный, а вполне себе принципиальный эффект, который имеется у _любого_ диода by design. Если ток может идти, он пойдёт. В любом случае, кроме случая абсолютного нуля. В куске меди ЭДС равна нулю лишь потому, что этот кусок проводит ток одинаково хорошо в любом направлении. А вот диод - только в одну сторону проводит. Потому-то там ток идёт от анода, к катоду. Вот и ЭДС и появляется.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от drBatty

Ламповый что-ли?

ты вообще батарейки в диоды записываешь. Лампа то всяко получше будет.

Хотя я не помню, есть-ли у обычной лампы такой ток

Это смотря какая реализация. Если просто катод и анод, то может и будет немного. А если отключенная сетка посередине, то нет.

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

ты вообще батарейки в диоды записываешь. Лампа то всяко получше будет.

и где же ты её раскопал-то?

Это смотря какая реализация. Если просто катод и анод, то может и будет немного. А если отключенная сетка посередине, то нет.

откуда в диоде какая-то сетка? Говорю-же, соедини её с анодом, и будет годный диод, со всеми плюшками, в т.ч. и током К.З. Хотя ток там очень малый, ибо рабочее напряжение большое, электронам тупо при нуле поля не осилить такое расстояние. Вот в обычном диоде pn переход тоненький, и потому ЭДС вполне годная.

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от drBatty

В куске меди ЭДС равна нулю лишь потому, что этот кусок проводит ток одинаково хорошо в любом направлении.

Нифига. Просто электроны так распределяются, чтобы потенциал был постоянен на всей поверхности.

В диоде есть p-n переход и создаваемая им разность потенциалов компенсируется заряженностью p и n областей. И если к диоду не подводить энергию, то на выводах будет 0. Диод это тебе не вечнй двигатель.

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

куске меди ЭДС равна нулю лишь потому, что этот кусок проводит ток одинаково хорошо в любом направлении.

Нифига. Просто электроны так распределяются, чтобы потенциал был постоянен на всей поверхности.

какая разница? Факт в том, что если вдруг на куске меди хоть какая-то ЭДС образуется, то она сразу выровняется.

В диоде есть p-n переход и создаваемая им разность потенциалов компенсируется заряженностью p и n областей. И если к диоду не подводить энергию, то на выводах будет 0. Диод это тебе не вечнй двигатель.

что-бы диод давал ЭДС его надо греть. А лучше - освещать (и греть). Да, никакой это не вечный двигатель. Но работает, и хоть малый, но даёт некоторый ток. Достаточный, дабы стрелочку отклонить. А энергию к нему солнце подводит. Аж все 293° по Кельвину. Этого мало? Ну дыхни, будет больше ☺

drBatty ★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Нет, паразитная емкость это совсем другое. И з-ны Кирхгофа тут неприменимы, даже комплексные, поскольку я писал о нестационарном процессе.

AIv ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от ilovewindows

Можно, с балансирующими резисторами. Без резисторов, если очень хочется, то тоже можно, но если на одном диоде падение напряжения окажется меньше, чем на другом (например, из-за перегрева и последующего саморазогревания), сначала выгорит один диод, потом второй.

prischeyadro ★★★☆☆
()
Ответ на: комментарий от ilovewindows

ну да, если рассматривать всё это как соединенных резистором два гвоздя и 2(N-2) уходящих в черный ящик резистора, то можно даже узреть симметрию. Хотя, не всё так просто.

все как раз просто. Бере полный граф из N вершин. Ребра графа - резисторы. Берем любые два, разводим их в стороны. Оставшиеся N-2 ребра образуют в свою очередь полный граф на N-2 вершинах -> мы не можем ни одной вершине приписать свойства, которых не в другой. Какой бы контур мы не выбрали - он равноправен с любым другим -> не существует контура в этом подграфе с ненулевым током -> мы можем его тупо удалить. Всё.

dikiy ★★☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от AIv

А где по твоему могут накапливатьтся заряды, как не в емкостях?

Законы Кирхгофа по своей сути это закон сохранения заряда и закон Ома. К нестационарным процессам они вполне применимы, если применять с умом

cvs-255 ★★★★★
()

Может имелся в виду порядок батареек и лампочки? Типа сколько батареек справа от лампочки, а сколько слева? ;)

OxiD ★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

в емкостях, только в стационаре Вы размером этой емкости можете смело пренебрегать.

Кирхгоф это не просто сохранение заряда, это сохранение заряда в приближении квазистационарности как мин. Поэтому если с умом, то для нестационарных процессов ими пользоваться нельзя.

AIv ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AGUtilities

fxd, но я не думаю что это единственная ошибка.

true_admin ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AIv

Как я понял, ты приводил пример с 2-мя последовательными батарейками. Ты их соединяешь и начинает идти ток, но пока процесс нестационарный, токи через батарейки не равны. И ты видишь в этом несоблюдение законе Кирхгофа. Ты не прав. Если ты хочешь рассматривать неоднородности тока на таком малом расстоянии (несколько сантиметров), то это соответствует рассмотрению протекания СВЧ токов с аналогичной длиной волны. А для них тебе уже надо учитывать емкости проводников итд. И если ты учтешь их, то увидишь, что на самом деле все узлы цепи соединены еще и очень малыми конденсаторами. И с учетом этих конденсаторов закон Кирхгофа будет выполняться.

cvs-255 ★★★★★
()
Последнее исправление: cvs-255 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от cvs-255

Причем здесь СВЧ и длины волн? Процесс нестационарен, берем узел между батарейками - сумма приходящих и уходящих токов не равна нулю. И никакой комплексный Кирхгоф тут не поможет - ток не переменный все эта шняга с импедансами не работает. Википедию посмотрите, или учебник нормальный где Кирхгоф ВЫВОДИТСЯ а не ПОСТУЛИРУЕТСЯ. В каких приблежениях/предположениях з-ны Кирхгофа выводят?

AIv ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AIv

сумма приходящих и уходящих токов не равна нулю.

А потому что у тебя есть еще конденсатор в этом узле, если ты не забыл.

А время, за которое система прийдет в равновесие как раз близко к периоду в свч

cvs-255 ★★★★★
()
Последнее исправление: cvs-255 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от AIv

ток не переменный все эта шняга с импедансами не работает

Про Фурье еще не рассказывали?

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Расскажите мне про схему с конденсатором. Он там небось последовательно включен?;-)

А про границы применимости преобразования Фурьее Вы уже забыли? Так какие предположения делаются при выводе законов Кирхгофа, уже второй раз спрашиваю.

AIv ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AIv

Расскажите мне про схему с конденсатором.

Любой проводник обладает емкостью относительно бесконечности и других провоников. Обычно ее не учитывают. Однако если мы хотим рассматривать неоднородности тока при последовательном включении батареек, нам придется ее учитывать.

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Эквивалентную схему с конденсатором, предположения в которых выводятся з-ны Кирхгофа (ТРЕТИЙ раз тут прошу Вас привести - не знаете что ли?), и условия при которых допустимо применение преобразования Фурье (ВТОРОЙ раз прошу Вас тут привести) в студию пожалуйста. Иначе это выглядит как бла-бла-бла с Вашей стороны, будем уже слив засчитывать?

AIv ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.