En un circuito de CC con una batería y una resistencia, ¿por qué la caída de voltaje sigue siendo la misma independientemente del valor de la resistencia?

Navega tus respuestas
0

Circuito de CC n. ° 1: tengo una batería de 10 V conectada a una resistencia de 10 ohmios. Por lo tanto, la corriente será de 10/10 = 1 amperios

Circuito de CC n. ° 2: tengo la misma batería de 10 V conectada a una resistencia de 5 ohmios. Por lo tanto, la corriente será de 10/5 = 2 amperios

(Suponga que el cable conductor no tiene ninguna resistencia)

Lo que sí sé: El terminal negativo de la batería produce una fuerza repulsiva en los electrones. Esta fuerza viaja cerca de la velocidad de la luz. Cuando los electrones entran en la resistencia, comienzan a chocar con la red. La energía cinética de los electrones se convierte en energía térmica que se disipa. La velocidad de deriva de los electrones disminuye la velocidad dentro de la resistencia. Ahora este efecto de desaceleración se propaga hacia atrás debido a que la velocidad de deriva completa a través de todo el circuito alcanza un estado estable. En el circuito # 1, esta desviación de estado estacionario provoca un flujo de carga por unidad de tiempo, de 1A. En el circuito # 2, la resistencia es menor, por lo que la desviación del estado estacionario es mayor, por lo que el flujo de carga por unidad de tiempo es 2A. Debido a que todo el circuito tiene el mismo estado estacionario, un amperímetro conectado en cualquier parte del circuito muestra la misma lectura de amperios. Consigo completamente esta 'misma cosa en todas partes'. Mi pregunta es más sobre la posible caída.

Mi pregunta: En el Circuito # 1, la resistencia es más (10Ohm). Esto significa que los electrones encuentran más colisiones mientras viajan a través de la resistencia. Así que los electrones pierden mucha energía cuando salen de la resistencia. Compare esto con el circuito # 2, la resistencia es menor. Esto significa que los electrones chocan menos. Acordó que los electrones pierden energía mientras viajan a través de la resistencia, también en el Circuito # 2. Pero mi punto es que si comparas los electrones en el punto de salida de las resistencias, entre el circuito n. ° 1 y el circuito n. ° 2, los electrones en el circuito n. ° 1 han perdido mucho más de su capacidad para hacer trabajo porque se ralentizaron. más por las colisiones, que los electrones en el circuito # 2. Entonces, ¿por qué, en todo el mundo, la diferencia de potencial medida a través de la resistencia es la misma (10 V) en ambos circuitos?

Si sigues aumentando la resistencia, entiendo que la corriente seguirá disminuyendo. Pero, ¿por qué no cambia la diferencia de potencial entre ambos extremos de la resistencia? La diferencia de energía de los electrones en el punto de entrada de la resistencia y los electrones existentes de la resistencia dependerán definitivamente de la cantidad de colisiones que ocurrieron en el viaje a través de la resistencia. Entonces, ¿por qué la diferencia potencial también depende de esto?

    
pregunta Sujith George

2 respuestas

1
  

"¿Por qué el valor de la resistencia no afecta el potencial?   diferencia. "

  • esto se debe a que considera la fuente de voltaje ideal, que, por definición, siempre suministra 10V (en su ejemplo) sin importar qué carga haya, o cómo los electrones "duros" realizan su dispersión sobre los fonones en la red del resistor. Para tener en cuenta el "trabajo duro" de los electrones y una caída de potencial, considere un modelo más realista, que incluye la resistencia interna de una batería y esencialmente modela el trabajo duro de los electrones en una fuente de alimentación / batería realista.
respondido por el Ale..chenski
1

La diferencia de potencial entre dos puntos a y b se define como el trabajo realizado por carga para pasar de a a b .

$$ \ Delta P = W / Q $$

Suponiendo que la fuente de voltaje es ideal y no tiene resistencia interna. Una resistencia está conectada entre la fuente de voltaje.

La cantidad neta de cargas que fluyen en ambos circuitos y el trabajo neto realizado varía en ambos circuitos. Pero consideremos solo el movimiento de una unidad de carga en aras de la simplicidad para explicar la diferencia potencial.

$$ \ implica \ Delta P = W $$

Esto significa que la diferencia de potencial es el trabajo realizado por una unidad de carga para pasar de un terminal al terminal de la fuente de voltaje.

Si se trata de una batería de 10 V, significa que 10 julios deben gastarse en una carga de 1C para viajar de un terminal al otro terminal a través de un conductor. El trabajo es una función de estado. Esto significa que no depende de la ruta tomada. Depende solo de los puntos finales de la fuente de energía, que es la batería aquí. Entonces, tanto en el Circuito # 1 como en el Circuito # 2, ya sea que un caso tenga más resistencia o colisiones en la ruta o lo que sea, al final, un electrón tendrá que hacer la misma cantidad de trabajo o debería haber perdido la misma cantidad de energía. para llegar al terminal -ve desde el terminal + ve.

Es análogo a una persona subiendo una pendiente y escaleras. Tendrá que hacer la misma cantidad de trabajo contra la gravedad para alcanzar la misma altura. A pesar de que la forma en que llegó allí fue diferente.

Ese es el punto central de la diferencia potencial, trabajo por unidad de carga sigue siendo el mismo.

    
respondido por el MITU RAJ

Lea otras preguntas en las etiquetas

¿Es un vertido de cobre redundante en la capa superior de una placa multicapa (= 4) con un plano de tierra? Controlador UART LED usando MOSFET