저항을보기 전에 전류가 얼마나 많이 흐를 지 알 수 있습니까?

다음 회로를 예로 들어 보겠습니다.

과

흐르는 전류량을 I어떻게 알 수 있습니까? 회로에서 다른 웨이브가 먼저 이동 한 다음 되돌아 와서 너무 많은 전류가 흐르게됩니까?

이것이 당신이 요구하는 것인지 확실하지 않지만, 예, 배터리가 연결되면 전기 장파가 배터리에서 전선 아래로 부하로 이동합니다. 전기 에너지의 일부는 (옴의 법칙에 따라) 부하에 흡수되고 나머지는 부하에서 반사되어 배터리로 다시 이동하고, 일부는 배터리에 의해 흡수되고 (오옴의 법칙) 일부는 배터리에서 반사됩니다. 결국 모든 바운스의 조합은 예상되는 안정적인 정상 상태 값에 도달합니다.

대부분의 회로에서는 측정하기에 너무 빨리 발생하기 때문에 일반적으로 이러한 방식으로 생각하지 않습니다. 들어 긴 전송 라인 은 그러나, 측정 가능하고 중요하다. 전류는 파도가 도달 할 때까지 부하가 ​​무엇인지 "알지"않습니다. 그때까지는 와이어 자체 의 특성 임피던스 또는 "서지 임피던스" 만 알고 있습니다. 다른 쪽 끝이 단락인지, 개방 회로인지 또는 사이에 어떤 임피던스인지는 아직 알 수 없습니다. 반사파가 돌아올 때만 반대쪽 끝에 무엇이 있는지 알 수 있습니다.

격자 다이어그램의 예와 시간에 따른 전압의 단계 변화에 대한 그래프는 고속 논리 시스템의 회로 반사 예 및 전송 라인 효과를 참조하십시오 .

그리고 그것을 이해하지 못하면 첫 번째 회로에서 전류는 회로의 모든 지점에서 동일합니다. 회로는 모두 물로 채워진 파이프 루프와 같습니다. 물이 한 지점에서 펌프와 함께 흐르도록하려면 루프의 다른 모든 지점의 물이 같은 속도로 흐르도록해야합니다.

내가 말하는 전계 파는 파이프의 물을 통과하는 압력 / 음파와 유사합니다. 파이프의 한 지점에서 물을 움직일 때 파이프의 다른 쪽 끝에있는 물은 즉시 변하지 않습니다. 방해는 반대쪽 끝에 도달 할 때까지 소리의 속도로 물을 통해 전파되어야합니다.

이론이 다루어 졌기 때문에 나는 거친 비유를 할 것입니다 (희망스럽게 당신이 무엇을 요구하는지 이해하고 있습니다, 그것은 명확하지 않습니다)

어쨌든 펌프 (배터리), 물로 채워진 일부 파이프 (와이어) 및 파이프가 좁아지는 부분 (저항)
이있는 경우 항상 물이 있지만 펌프를 시작하면 압력 (전압)이 발생합니다 ) 회로 주위에 물이 흐르도록합니다 (전류). 파이프 (저항)를 좁 히면 흐름 (전류)이 일정량으로 제한되고 파이프를 가로 질러 압력 강하가 발생합니다 (이 경우 배터리와 동일한 저항의 전압

두 번째 회로 (병렬로 두 개의 저항)를 사용하면 상단 접점으로 흐르는 동일한 양의 전류가 하단 접점에서 흘러야한다는 것이 분명합니다 (Kirchoff 참조) 저항이 동일하면 전류를 공유합니다 같이. 이것은 하나의 큰 파이프 (와이어)가 두 개의 더 좁은 파이프 (저항)로 분리 된 후 다시 하나의 큰 파이프로 융합 될 수 있습니다. 그것들이 동일하지 않으면, 하나는 다른 것보다 더 많은 흐름 (전류)을 취하지 만 총계는 항상 총계에 합산됩니다.

당신은 물의 비유로 같은 질문을 할 수 있습니다-물은 얼마나 많이 흐를 지 "알고 있습니까?" 파이프 폭과 펌프 압력에 의해 제한되기 때문입니다.

편집-묻는 질문이 처음에 생각했던 것과 약간 다릅니다. 문제는 옴스 법칙에서 맥스웰, 양자 물리학에 이르기까지 다양한 추상화 레벨에서 (당신이 볼 수 있듯이) 몇 가지 다른 답변이 있다는 것입니다. 개별 전자 수준에서 Majenko가 언급 한 입자 파 이중성 및 이중 경로 (광자 이중 슬릿 실험 참조)로 인해 문제가 있다고 생각합니다.
위에서 "물이 항상있다"고 말한 이유는 전자 자체가 회로 주위에서 빛의 속도의 ~ 2 / 3로 흐르지 않기 때문에 하나의 에너지가 다음 에너지로 전달되기 때문입니다. 등등. 공이 무작위로 서로 튀는 것처럼 약간의 공은 전체적으로 적용되는 전위의 방향으로 튀는 경향이 있습니다. 그것을 생각하는 간단한 방법은 스누커 공의 선과 같습니다. 흰색 공을 한쪽 끝으로 치면 모든 공을 통해 에너지가 "전달"됩니다 (실제로 위치가 변경되지는 않음). 다른 쪽 끝은 없어 질 것입니다.
양자 설명이 다음과 같은 느낌이들 수 있습니다. 확률 만 예측할 수 있습니다. 개별 전자가 하나의 경로를 선택하거나 (또는 ​​하나의 특정 영역에 있음) 프로세스를 직접 관찰 할 수는 없습니다 (즉, 이론 물리학).

어느 쪽이든 나는 이것이 훌륭한 질문이라고 생각하고 좋은 대답이 필요합니다 (시간이 허락하면 이것을 시도하고 개선 할 것입니다).하지만 가장 낮은 수준에서 물리 스택에서 더 잘 처리 될 수 있습니다.

처음에는 전류가 실제로 알지 못합니다. 라인에 큰 만화 스위치가 있다고 가정하면 열릴 때 큰 임피던스를 나타냅니다. (정전 용량) 충전은 양쪽에 축적됩니다. 구체적으로, 전자는 음의 단자를 모으고 양의 단자는 정상 (이미지 전하)과 동일한 수의 전자가 부족합니다. 전류 흐름은 무시할 수 있으므로 (fA *) 저항을 가로 지르는 전위 강하가 없습니다. 스위치의 큰 무리를 포함하여 이웃과의 정전기 반발이 외부 전기장 바이어스의 힘과 같기 때문에 전자는 순 움직임이나 흐름이 없습니다.

스위치가 처음 닫히면 스위치 근처의 여분의 전자가 다른 접점에 집어 넣어 이미지 전하를 채 웁니다. 이제 움직이고 뒤로 밀기를 거부하는 많은 깡패 전자가 없기 때문에 나머지는 탄도를 ^{_{가하고 ( 실제로 는 그렇지 않습니다 )}} 회로를 통해 압축하기 시작합니다.

와 저항을 충족 ... 저항에 가까운 사람들 (어서, 나는에 있었다) . 자유 전자 또는 사이트는 거의 많지 않기 때문에 스위치에서 앞서 제시 한 매우 큰 임피던스와 달리, 참을성이없는 버거가 줄을 서서 흔들 리기 때문에 어느 한쪽 끝에 전하가 축적됩니다. 평형에 도달 할 때까지 계속 축적됩니다. 저항을 통과하기 위해 대기중인 전자 무리의 정전기 장은 외부 전기장 바이어스와 같습니다.

이 시점에서 전류 는 흐르는 양을 알고 변경되지 않습니다 [1.3-ohm 대신 1.3-ohm 저항을 넣은 후 다시 튀김과 회로 열기를 알 때까지].

소스가 처음에 시스템에서 완전히 제거 된 경우 초기 용량 성 충전이 없습니다. 소스와의 즉각적인 연결 (DPST 스위치)은 c 근처의 전선을 따라 전계가 전파되어 전자를 가속 및 드래그하여 저항에서 동일한 풋볼-스타디움 유형의 혼잡을 유발합니다. 그러나, 병렬 저항기의 경우에, 상기 경기장의 도어는 폭이 다를 수 있으므로 평형 전류가 상이 할 것이다.

강 삼각주의 전류는 어떤 분기를 취해야하는지 어떻게 알 수 있습니까? 각 경우에 "현재"는 물 분자 또는 전자의 응집 흐름을 의미하므로 먼저 질문을 "각 전자 (또는 분자)가 어느 방향으로 갈지를 아는가?"로 대체하십시오. 그렇지 않습니다. 그것은 즉시 국부적으로 흐름에 휩쓸 릴 것이고, 마이크로 또는 원자 수준에서, 그것보다 앞서 나가는 것을 대신 할 것입니다. 그렇다면 분기 시점에서 어떻게됩니까? 거시적 인 눈에, 그것이 취하는 방향은 무작위이며 분기 전류의 비율로 분배됩니다. 가장 낮은 수준에서, 약간의 소란이 어떤 식 으로든 조금씩 움직입니다.

(매우 거친 설명 / 분석, 나는 암시적인 부정확성을 용서합니다.)

흐름의 양을 "알고"는 지식을 의미하며, 이는 지능을 의미합니다.

전류는 지능적이지 않으며 자체적으로 흐르지 않습니다. 전류는 부하에 의해 끌어 당겨 지거나 "흡입"됩니다 (이 경우 저항).

부하가 걸리는 전류의 양은 Ohms Law에 의해 결정됩니다.

$I=\dfrac{V}{R}$

계산하기에 간단한 첫 번째 회로에서.

$I_S$

$\dfrac{1}{R_T} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$

또는

$R_T = \dfrac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2}$

$R_1$$R_2$$R_1$$R_2$

실제로, 전류는 t = 0에서 얼마나 많이 흐를 지 모릅니다.

모든 저항은 절연체로 분리 된 전 도면 (완벽하지는 않지만)으로 구성되어 있기 때문에 약간의 정전 용량을 갖습니다. 이 커패시턴스로 인해 t = 0에서 전원 공급 장치가 공급할 수있는만큼 전류가 급격히 증가합니다. 그런 다음 잠시 후 정상적인 값으로 느려집니다. 모든 실제 저항은 저항과 커패시터로 병렬로 모델링 할 수 있습니다. 따라서 첫 번째 회로는 실제로 병렬 RC 회로입니다.

또한, E 필드 (전기장)는 B 필드 (자기장)를 생성하며 그 반대도 마찬가지입니다. 저항에 전압을인가 할 때 저항 내부에 전계를 생성해야합니다. 전기장의 상태가 변경됩니다 (전기장을 0에서 0이 아닌 값으로 상승시킵니다). 전기장의 변화는 자기장을 생성하고 결국 전류의 흐름을 생성합니다.

자세한 내용은 Maxwell의 방정식 을 참조하십시오.

현재는 어떻게 알 수 있습니까? 특정 온도에서 페르미온 (전자)이 이상적인 기체의 입자처럼 튀어 나올 때 도체 (금속)의 부피를 차지하는 경향이있을 때 통계적 역학 (볼츠만 이상 페 미디 락 및 그 이후 맥스웰)을 알고 있습니다. 원자에 대하여. 개별 입자의 속도 (에너지)는 초당 약 1K 마일 (빛의 속도보다 작음)이며, 드리프트 속도는 초당 수 밀리미터입니다 (위키 "드리프트 속도"참조). 전자의 평균 자유 비행 거리는 "전도성"을 정의합니다. 전자 흐름을 관찰하기 위해, 전자의 거동은 도체의 모든 부분이 대략 같은 양의 전자와 양성자를 포함 할 때 입자가 "전기 중성"을 유지하는 경향처럼 보일 것입니다. 전자는 충전되어 서로 반발력을가합니다. 시간에 따른 힘, 속도 및 질량의 수반은 전자의 가속 및 감속 중에 가상 광자가 방출 및 흡수됨을 의미합니다. 이 광자는 입자보다 훨씬 빠르게 전파되어 "압력"을 생성합니다. 재료에 따라 전체적으로 압력 벽의 속도는 빛의 속도에 가깝습니다. 이름은 "wave"입니다. 이야기의 나머지 부분은 위의 Endolith에 의해 더 잘 설명됩니다.

이 기사 에서 실온에서 구리의 숫자를 볼 수 있습니다 .

TLDR : 통계 역학-> Boltzman-> Fermi-Dirac-> Maxwell-> Ohm의 이상적인 전자 가스

모든 회로도가 소위 일괄 요소 모델을 채택한다는 사실은 아무도 언급하지 않았습니다 .

회로도에서 와이어는 상식적으로 와이어가 아니며 노드 간 단순화 관계입니다. 와이어를 따라 전류 (또는 "감지")에 발생하는 현상을 단계별로 설명하려면 무한 수동 소자를 그려야합니다.

정말 빠르고 쉽게 이해하는 데 도움이되는 최고의 비유로 인터넷 어딘가에서 만났지만 현재 소스를 가리킬 수는 없습니다. 누군가가 어디에 있는지 알고 있다면 알려주십시오. 유추는 매우 짧으며 이것은 매우 짧은 대답입니다. 어떤 공식도 없습니다. 그래서 그것은 비 과학적이지만, 우아한 비유이며 인간이 상상하고 이해하기가 정말 쉽습니다.

대부분의 사람들은 물로 채워진 빈 튜브 또는 파이프와 같은 예에서와 같은 간단한 회로를 상상합니다. 이것은 많은 물 흐름이 유추하기 때문입니다.

실제로 볼링 튜브와 같은 단단한 볼로 채워진 튜브와 훨씬 비슷합니다. 이 튜브는 끝에서 끝까지 공으로 채워져 있으며 그 사이에 간격이 없습니다. 한쪽 끝에서 볼을 밀면 모든 볼이 같은 거리로 이동합니다 .

이 운동은 전자의 전류이며 공을 이동하는 데 필요한 힘은 적용된 전압입니다.

다른 혼란의 원인은 "최소 저항 경로"문장입니다. 누군가는 사거리에서 가능한 3 가지 방법 중 하나를 선택하는 사람을 상상할 수 있습니다. 사람이 길을 갔을 때 모든 사람이 그런 식으로갑니다. 이것이 바로 현재 흐름 을 피하는 방법 입니다. 대신에 전류는 "분할"되고 가능한 모든 방향으로 흐르지 만 이러한 방식으로 저항에 비례합니다. 때때로 저항이 너무 높으면 전류량이 너무 작아서 단순화하기 위해 무시하는 것이 좋습니다.

$V_S$$\frac{V_S}{R}$

$I_1 = \dfrac{V_S}{R_1}$

$I_2 = \dfrac{V_S}{R_2}$

$I_S$

$I_S = I_1 + I_2$

$I_S$$R_1$$R_2$

$R_1 || R_2 || ... R_n = \dfrac{1}{(\dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + ... \dfrac{1}{R_n})}$

$R_1 || R_2 = \dfrac{1}{\dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}} = \dfrac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2}$

옴의 법칙을 다시 사용하면 Is를 계산하는 것이 간단합니다.

$I_S = \dfrac{V_S}{R_1 || R_2} = V_S \times \dfrac{R_1 + R_2}{R_1 \times R_2}$

$I_S$

$I_S = I_1 + I_2$

$I_S = \dfrac{V_S}{R_1} + \dfrac{V_S}{R_2} = V_S \times \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} = V_S \times \dfrac{R_1 + R_2}{R_1 \times R_2} = V_S \times (R_1 || R_2)$

실제로, 파도는 정상 상태에 도달 할 때까지 파도와 관련이 있습니다. 처음에는 배터리, 스위치, 전선 및 저항으로 만들어진 가장 간단한 회로조차 전자기파로 둘러싸인 전송선이므로 이해하려면 과도 분석이 필요합니다. 이 과도 분석은 질문을 이해하면이 블로그의 초기 질문에 대답 할 것입니다. 배터리조차도 복잡하고 처음에는 정상 상태에 도달 할 때까지 maxwells eqn 등이 적용되는 분석이 필요합니다. 과거 몇 년 동안 DC101은 파이프 등에서 물의 비유를 사용하여 처음에 가르쳐졌습니다. 인덕턴스와 캐패시턴스도 유추했습니다. 5 분 안에 DC를 가르쳐야한다면 누군가가 DC를 이해하도록 돕는 좋은 방법이며, 옴의 법칙은 학생을 데려가는 한도입니다.

그것은 고속도로가 도체이고 자동차가 전자 인 자동차로 가득 찬 고속도로와 같습니다. 3 차선에서 1 차선으로 고속도로를 제한하는 도로 공사가있는 경우 모든 차선이 느려지고 20 마일 뒤의 차도 3 차선 구간에서 더 빨리 이동할 수 없습니다.