作者jfsu (水精灵)
看板Electronics
标题Re: [问题] 国中短路问题
时间Wed Nov 19 11:55:43 2008
※ 引述《agoo (冰咖啡)》之铭言:
: 一颗电池接一个灯泡,假设电池3伏特,灯泡电阻10欧姆,此时电流0.3安培,
: : 现在若接一条导线,使其短路,但此导线跟灯泡是并联,灯泡两端的电压
: : 仍为3伏特,那流经的电流仍为0.3安培,那麽灯泡为什麽不会亮?
: 我现在假设灯泡电阻10欧姆,铜线导线的电阻我查过,1公尺0.01欧姆
: 那我现在造成短路的铜线10cm 那电阻0.001欧姆 因为铜线和灯泡并联
: 两端电压都是3V 所以流经导线电流 3/0.001=3000安培
: 流经灯泡电流3/10=0.3安培 灯泡电流和接上铜线前一样,灯泡应该会亮
: 请问我的想法哪里错误...谢谢
其实,不用想得太复杂,毕竟这是国中的教材。
拜托,请简化一切这类的灯泡串并联,以一个
理想化的模型来看。
第二段叙述中,外加一条导线将其短路,如下图所示
______________
+ | | |
电 ╴ I1| I2 @ 灯泡
池 - | |
- |______|____|
假设此时流经灯泡的电流是I2,导线的电流是I1,而灯泡电阻10欧姆,导线电阻0欧姆
(0欧姆指的是没有电阻,不是电阻无穷大)
最直观的想法就是,既然短路,就是一个封闭回路,而且电流不会往阻值高的地方走,
对它而言,短路就是最短路径,路径上的每一点都是等电位。
以数学的公式来看,由电池端看入的总阻值是: (0*10)/(0+10) = 0
物理上的意义就是,由电池正极流出的电流,没有经过任何一个让它产生压降的元件,
就直接回到负极。
打个比方,你把一段塑胶软管注满水後,头尾相接,你觉得里头的水会流动吗?
不会嘛。电路也是一样,一旦没有电位差,那就无法驱使电子移动。
我再次强调,以上是基於
理想的状况,国中问题所讨论的是最基本开路/短路
观念。,不用再复杂化题目了。
如果你要考虑非理想状况,那我可告诉你,灯泡还是不会亮。
最简单的验证方式,去把这个电路兜起来。然後,拿个三用电表或是安培计
去量一下I1与I2的电流,你会发现,流经I1的电流是远大於I2。
(还有,你的电池可能会慢慢变热。)。我直接告诉你答案,由於流经I2的电流太少
灯泡根本驱动起来,所以不会亮。
如果你再问,为何驱动跟亮不亮有关?那我跟你讲,我们进入到电子的微观世界来看,
你加的电流根本无法让灯泡中钨丝的电子/电洞跨过能隙跃迁至某个能阶
(你无法令它飞跃起来!),既然无法跨过去,就无法产生电子电洞的复合,或是
无法让它不稳定的落回原地而以热、声、光、电的能量形式发散出来。
最後,你提到铜线1公尺0.01欧姆,又说,你使用10cm长的铜导线
所以直观认为这导线的电阻应该是0.001欧姆。
如果你真的这样想,那我会说,你对於物理量的操作型定义有待加强。
我只问你一个问题,假设1公尺长的塑胶软管出水量是每小时10公升,那你把它
换成10公分,那它每小时的出水量会变成是 100cc吗?
不会嘛,因为出水量跟口径有关呀。
还有,你所查的铜线电阻,它之所以为标示1公尺0.01欧姆,而且,它会注明直径多少
这是为了长距离拉线使用。好比路边电线杆上,由变电所拉的几10公里长的电线...。
现在你用这样的一个规格去加在几10公分的导线...,这,用错地方了
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在台湾,何谓R&D工程师?
1.Reverse and Decap :IC反相工程,去胶,打开封装,拍照,复制电路布局。
2.Resign and Die :没死的就操到辞职,没辞职的就操到死。
3.Rework and Debug :计画永远跟不上变化,变化永远跟不上老板的一句话!
4.Relax and Delay :太过於轻松(Relax),那麽就会Random Death (随时阵亡)
但是外派到大陆的台弯郎,晚上是R (鸭)陪客户,白天是D (猪)任人宰割!
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1F:推 TroyLee:用水管比喻好像不是很好.... 11/19 13:07
2F:推 rogerable:最後两段怪怪的 11/19 13:29
3F:推 u2gogowin:最後两段怪怪的,R=导电系数的倒数*长*截面积的倒数 12/07 01:58
4F:→ u2gogowin:电阻与长度正比这观念没错阿 12/07 01:59
5F:→ u2gogowin:1公尺长的塑胶软管出水量是每小时10公升,那如果是1000 12/07 01:59
6F:→ u2gogowin:公里长的水管咧? 同样的驱动力就无法驱动水罗 12/07 02:00