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为什么串联电路电流处处相等?

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楼主: 人生长苦
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人生长苦 发表于 2013-8-27 23:17
凭直觉我觉得电路某一段(或某个元器件那一段)里的电荷可以有增减,先无视这一段,这一段的两端的电流又 ...

那还是“场”的问题....,具体取决于你的开关在哪里。

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人生长苦|  楼主 | 2013-8-27 23:28 | 只看该作者
路过打酱油。。 发表于 2013-8-27 23:26
那还是“场”的问题....,具体取决于你的开关在哪里。

假如在正极处

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人生长苦|  楼主 | 2013-8-27 23:29 | 只看该作者
人生长苦 发表于 2013-8-27 23:28
假如在正极处

当然另外再假如在负极处

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Siderlee| | 2013-8-27 23:30 | 只看该作者
人生长苦 发表于 2013-8-27 23:17
凭直觉我觉得电路某一段(或某个元器件那一段)里的电荷可以有增减,先无视这一段,这一段的两端的电流又 ...

电流肯定是有先后的  

光速啊

难道你想用这个说明你的问题?

一个是在建立的过程中,一个是已经进入稳态,不一样


如果你想研究电流的形成过程,估计这个需要好好研究我不知道具体该怎么称呼的学科了

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maychang 2013-8-27 23:33 回复TA
“我不知道具体该怎么称呼的学科”。电磁学,然后电动力学。 
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人生长苦|  楼主 | 2013-8-27 23:31 | 只看该作者
人生长苦 发表于 2013-8-27 23:29
当然另外再假如在负极处

它们分别是开关闭上多长时间后点亮呢?

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人生长苦|  楼主 | 2013-8-27 23:35 | 只看该作者
Siderlee 发表于 2013-8-27 23:30
电流肯定是有先后的  

光速啊

哪个灯先亮又是一个单独的问题了呢,至于电流的形成过程,电场的形成过程等,那就飘飘然了~~

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maychang| | 2013-8-27 23:36 | 只看该作者
人生长苦 发表于 2013-8-27 23:31
它们分别是开关闭上多长时间后点亮呢?

“场”传播所需要的时间。

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FWBRY + 1 你既然知道场传播需要时间,何以一个电感两.
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人生长苦|  楼主 | 2013-8-27 23:41 | 只看该作者
maychang 发表于 2013-8-27 23:36
“场”传播所需要的时间。

假设开关在负极处,“场”从正极传到负极,但是原先导线早就接好了,是不是场已经传到了开关处,只要一合开关就马上能点亮负极处的LED了呢?再假设没有LED,是不是在线路任一处设置一开关,开关一闭合马上就有电流流过?

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maychang| | 2013-8-28 00:00 | 只看该作者
人生长苦 发表于 2013-8-27 23:41
假设开关在负极处,“场”从正极传到负极,但是原先导线早就接好了,是不是场已经传到了开关处,只要一合 ...

“场”从正极传到负极

“场”不是从正极传到负极的。要是那样,就太简单了。

严格地说,我27楼回复是有点问题的。应该说,开关闭合是场的一个扰动,这个扰动沿导线传播到何处,何处的电荷开始流动。

这已经远超出“稳恒电流”的条件约定了。

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ee_madao| | 2013-8-28 00:19 | 只看该作者
电路学的前提是 集总参数 啊,是电磁学的抽象,简化近似
其实如果学过麦克斯韦方程,
就会知道 电路中的近似 的结果是 :电磁能量的传播速度(光速),相对于电路尺寸来说,近似到了无穷大的速度!
这个时候基尔霍夫定理才能成立!
即,电路学(集总参数)忽略了电路尺寸产生的延时!光速近似看作无穷大!
相见电磁学课本,或者一些有深度电路基础教材也会讲!

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林志财| | 2013-8-28 00:24 | 只看该作者
LZ不是不懂而是想研究微分子。你以为他不知道比作水流啊。

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林志财| | 2013-8-28 00:27 | 只看该作者
就好像研究上亿的精子为什么只有一个结合,追溯生命的起源

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人生长苦|  楼主 | 2013-8-28 07:36 | 只看该作者
maychang 发表于 2013-8-28 00:00
“场”从正极传到负极

“场”不是从正极传到负极的。要是那样,就太简单了。

假如从地球架设一路直流导线到火星,电源N久以前就接好了在地球这里,火星上的人是不是接一个灯泡在导线两端灯泡马上就亮了?

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人生长苦|  楼主 | 2013-8-28 07:42 | 只看该作者
先谢谢大家的讨论了,只是自己的一个疑问了,也许很多地方想得更深但是有些地方不能用常规的思想来理解了,不过这个灯泡哪个先亮我觉得是确实存在的问题哈,如果线有个几十米,两只LED谁先亮也许用仪器都测得到吧,或者两只都是同时亮的?

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diweo| | 2013-8-28 07:55 | 只看该作者
本帖最后由 diweo 于 2013-8-28 08:08 编辑

在绝对条件下,其实是不一定相等的。要用麦克斯韦方程组来解,很复杂。
但是,在实际工程应用条件下,不需要那么高的精度和复杂度。
刚好麦克斯韦方程组中有一个尾项, 如果把它看作恒为0,方程组就大大简化。
在这个前提下简化了的电路,就叫集总电路。然后就有KCL和KVL两条定律(物理学中都叫定律,而不是定理。)。

另外,在开关电源中,开关频率越高,趋肤效应就越明显。在同一根导线中,电流趋向于在导线的表面流过。在导线中心几乎没有电流。

所以,“串联电路电流处处相等”不是无条件成立的!

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自由能源探索者| | 2013-8-28 09:14 | 只看该作者
结点电流定律:西格玛I=0

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ee_madao| | 2013-8-28 09:15 | 只看该作者
本帖最后由 ee_madao 于 2013-8-28 09:18 编辑

接30楼 补充下,要近似抽象成 集总参数电路,忽略电路尺寸参数的延时,认为光速近似无穷大,是根据电路的尺寸相对于电磁能量的波长来比较的,
当电路的尺寸远小于信号的波长的时候,信号的延迟就可忽略,这时电路才可以抽象为即总参数的。但是当信号的频率升高,波长会减小,电路元件尺寸与信号的波长可比拟的时候,集总参数就失效,这时候可能要用分布参数来分析,最基本的就是“传输线”概念啦,即 信号不光是时间函数,也是空间的函数。
每本电磁学的课本都该有这个基础内容的。

LZ你问的情况:是对较长尺寸的电路加直流DC信号,DC信号加到电路的瞬间从0值到有限值,这个短时间内的瞬态过程,其实就是个 阶跃 step信号,如果你学过信号系统,就知道信号在频域可以分解为正弦波的叠加,对于step信号来说,它的边沿越陡峭,说明信号变化快的成分越多,从频域看,其高频正弦分量就越大。
所以,这种信号的有效频宽由其边沿的变化(上升时间)决定。上升时间越短,信号高频分量的影响越大。
对于step,pulse,或方波等这类信号,当其上升沿时间相对电路尺寸足够短时,就不能满足集总参数,要用传输线的来分析。

”传输线 阶跃响应“是分析高速数字电路的基础,数字电路里就是这类波形。
电磁学课本都该会有详细讲 解传输线的 阶跃响应,这些其实只是很基础的内容。一般大二 大三 电子类专业会必修这门课的。

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人生长苦|  楼主 | 2013-8-28 09:27 | 只看该作者
ee_madao 发表于 2013-8-28 09:15
接30楼 补充下,要近似抽象成 集总参数电路,忽略电路尺寸参数的延时,认为光速近似无穷大,是根据电路的尺 ...

“当其上升沿时间相对电路尺寸足够短时,就不能满足集总参数,要用传输线的来分析。”
上面讲的在火星接通灯泡的情况应该就是这种了,上升沿短,电路足够长,那是不是灯泡要很久才能亮?

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xmar 2013-8-28 12:04 回复TA
在火星接通灯泡灯泡要很久(大约十几分钟)才能亮。 
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ee_madao| | 2013-8-28 09:49 | 只看该作者
人生长苦 发表于 2013-8-28 09:27
“当其上升沿时间相对电路尺寸足够短时,就不能满足集总参数,要用传输线的来分析。”
上面讲的在火星接 ...

时间差是真实必然存在的,只是集总参中可忽略而已,电路学不是真实物理情况,只是电磁学的近似,
30楼已经说了,电磁能量的速度相对于电路尺寸而言可看作是无穷大,这时才有KCL KVL

打比方: 人在地球上感觉地球好像是“平的”,是因为人的尺寸和人的移动距离相对地球太小了,“感觉不到”地球是圆的。

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helezh| | 2013-8-28 09:55 | 只看该作者
同时亮吧 加电导线两端场就存在了 场存在了才有电子定向运动--》电流。拙见欢迎砖拍

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