@HitGirl

Как работают потоки электронов при параллельном подключении батареек?

Здравствуйте!
На схеме представлены потоки электронов для каждой из батареек:
65e2e0ff93465001262462.png
Красный поток прямо противоположен оранжевому. Оранжевый поток сильнее, поэтому он полностью перекрывает красный:
65e2e189053d8711561825.png
Почему тогда синий поток не оказывает никакого влияния на оранжевый, ведь он также противоположен ему? Почему оранжевый не перекрывает и его?
65e2e1d172cb3395560084.png
  • Вопрос задан
  • 236 просмотров
Пригласить эксперта
Ответы на вопрос 5
@pfg21
ex-турист
ТОЭ, часть первая, метод контурных токов. Изучать от корки до корки.
В нем описано как распределять контурные токи, а также правило что в одном контуре не должно быть "прописано" двух токов (не помню точные определения)

Опять же, даже теоретически, схема бессмысленна.
ибо два источника разного напряжения замкнутые меж собой создадут ток бесконечной мощности.
Ну и какой-то ток будет идти через сопротивление. Какой точно вычислить не возможно :)
Ответ написан
Комментировать
NeiroNx
@NeiroNx
Программист
На самом деле там нет отдельных потоков - стрелки показывают происхождение влияния.
Ответ написан
Комментировать
@VT100
Embedded hardware & software.
Закон Ома + правила Кирхгофа (в основе одного из правил - банальный закон сохранения зарядов). ТОЭ, в общем.
Ответ написан
Комментировать
@tifco
65e37e76625c1090412330.png
1) При параллельном подключении источников, общее напряжение на них равно.
Тут получится среднее между двумя:
Uср=(U1+U2)/2=(1В+3В)/2=4В/2=2В.
С этим я согласен.

2) Не согласен с направлением движения тока. Как-то принято считать, в электротехнике, его идущим от "+" к "-". Т. е. от источника избытка электронов к месту их недостатка. От ИЗБЫТКА к НЕДОСТАТКУ - без упоминания чего именно, без конкретизации. Воды, шариков и т. п. - если взять аналогии.

Понятно, что если смотреть с т. з. химии, то все будет наоборот. Там, где есть много электронов, будет большой отрицательный заряд атомов (переизбыток электронов). И в противоположность: где мало, там избыток плюсовых зарядов атомов (или недостаток электронов в атомных оболочках). Т. к., изначально, как известно, атом нейтрален по заряду.
Вот вы и указали направление с т. з. химии. Науки общего плана. Хотя, повторюсь, у специалистов конкретных специальностей, узких - так сказать, взгляд иной.

3) Интересные рисунки конечно. Но обычно как-то пользуются несколько иным способом анализа цепей. Существуют формулы, законы, математический аппарат.
Вы рисуете линии, которые показывают ток I. В то время как характеристика, проставленная рядом, в Вольтах - напряжение U. Может не стоит путать сущности?
Напряжение распространяется параллельно полюсам источника ("+" и "-") или между полюсами источника и полюсами нагрузки. Ток - течет по контуру между полюсами.

4) Вы линиями указали ток. Для тока существует 1-й закон Кирхгофа: "сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, исходящих из узла".
В первом контуре (слева) течет I1. Во втором (справа) - I2. В общем контуре, что объединяет внешним периметром контуры 1 и 2, течет I3.

GB - батарея элементов, R - сопротивление.
Контур 1: GB1, GB2,
Контур 2: GB2, R1,
Контур 3: GB1, R1.

Узел 1 (соединение 3-х проводников сверху (точка)): входят (направленная к узлу стрелка): I1, I2, I3, выходят I1, I2, I3,
Узел 2 (снизу): входят I1, I2, I3, выходят: I1, I2, I3.

Можно заметить что токи I1 и I2 разнонаправленные. То есть, между собой они вычитаются по величине.

5) Пусть GB1 = 1В, GB2 = 3В. R1 = 1000 Ом, r = 100 Ом. r - внутреннее сопротивление источника.
Каковы будут токи I1, I2 и I3?

Закон Ома для полной цепи:
I=U/(R+r)

I1=1/(100+100)=0,005 А
I2=3/(1000+100)=0,0027 А
I3=1/(1000+100)=0,0009 А

6) Какое будет напряжение на элементе GB1?
общий ток через батарею:
IGB1=I1+I3=0,005+0,0009=0.0059 А
???напряжение, подаваемое на батарею 1:??? - зачем мне это здесь?
???UGB2=GB2=3 В???
закон Ома для участка цепи:
I=U/R -> U=Ixr
U=0.0059x100=0,59 В

Какое будет напряжение на элементе GB2?
общий ток через батарею:
IGB21=I1-I2=0,005-0,0027=0,0023 А
???напряжение, подаваемое на батарею 2:??? - зачем мне это здесь?
???UGB2=GB1=1 В???
закон Ома для участка цепи:
I=U/R -> U=Ixr
U=0,0023x100=0,23 В

Какое будет напряжение на резисторе R1?
общий ток через резистор:
IR1=I2+I3=0,0027+0,0009=0,0036 А
общее напряжение двух источников, подаваемое на резистор:
UR1=Uср=(U1+U2)/2=(1В+3В)/2=4В/2=2В.
закон Ома для участка цепи:
I=U/R -> U=IxR
U=0,0036x1000=3,6 В

7) Согласно 2-му закону Кирхгофа: "алгебраическая сумма падений напряжений в контуре равна нулю".
Есть три элемента, имеющих напряжение на них:
UGB1=0,59 В,
UGB2=0,23 В,
UR1=3,6 В.

Тогда для каждого контура:
Uк1: 0,59+0,23=0,82 В,
Uк2: 0,23+3,6=3,83 В,
Uк3: 0,59+3,6=4,19 В.
Здесь знака минус нет, т. к. источники напряжения не включены встречно.
Получены: 0,82 В, 3,83 В, 4,19 В.
Результат, конечно, интересный...
Где тут алгебраический ноль?

8) И какие, по итогу, реально напряжения получаются на 3-х элементах? Что-то не догоняю.

Вариант		GB1, В	GB2, В	R1, В
A		2	2	2
B		1	3	2
C		1	3	3,6
D		0,59	0,23	3,6


9) Еще есть наблюдение из жизни: если источник мощный, то его напряжение не так-то просто просадить. Оно будет держаться на уровне, все равно. Если источник маломощный, то подключи к нему сколь мощный потребитель или низкоомную нагрузку, то питающее напряжение сразу просядет. Батарейки - второй случай, в основном. С электросетью домовой или автомобильным аккумулятором не сравнить.
Здесь надо заметить, что 1000 Ом резистора - не низкоомная нагрузка. А вот 100 Ом сопротивления источника я взял наобум. И это, в общем-то, достаточно мало. Я просто не знаю каковы реально эти величины в жизни. Т. е. порядок цифр.

10) Вообще, что касается общего напряжения двух параллельных батареек, то тут мне нравится аналогия с двумя бочками, заполненными водой и соединенными вместе нижней трубкой. Так сказать, сообщающиеся сосуды. Если букву V считать за ведро. То получится, что первая батарея - бочка, содержащая 1 ведро, а вторая батарея - 3 ведра. Если их соединить между собой, то общий уровень воды выровняется до отметки в 2 ведра - так в каждой бочке. Но это аналогия. Аналогии не всегда и везде работают. С ними надо осторожнее. Если пример неудачен, то получится только хуже. Т. к. есть некоторые сходства в явлениях и процессах, так же как и различия. В народе говорят: "сколько людей, столько и мнений". :)

11) Токи получились вот такие:
I1=0,005 А,
I2=0,0027 А,
I3=0,0009 А.

12) Как видите, и мне не все ясно в данной ситуации. Хотя, казалось бы, схема простейшая.
Ответ написан
Комментировать
engine9
@engine9
Разрабатываю интерфейсы и трехмерные презентации.
У вас ошибка в рассуждениях, токи одноимённых зарядов не могут течь в противоположных направлениях. В схеме, что у у вас нарисованы вы используете идеальные источники с нулевым R внутренним, в реальности будет примерно вот так:

xflzey0mw1o-rip3z8zvfygl1va.gif

1) Источник с б0льшим ЭДС будет гнать ток через источник с меньшим ЭДС, так заряжают аккумуляторы, например.
2) Ток через реальную батарейку будет ограничен R внутр источника.

Вот тут можете сами поиграть с параметрами схемы: https://tinyurl.com/25oh8k9l
Ответ написан
Комментировать
Ваш ответ на вопрос

Войдите, чтобы написать ответ

Войти через центр авторизации
Похожие вопросы