電気はどのようにして分圧器の抵抗比を「知っている」のでしょうか？

分圧器の設定で何がどのように機能しているかを概念化するのに苦労しています。回答者が「水に関してそれについて考えない」と言った他のいくつかの質問/説明を読みましたが、ある程度はそうするのが難しいです。

私が得ていないのは、最初の抵抗と2番目の抵抗の比率に基づいて、最初の抵抗の後に電気がどのように変化/適応するかです。私はそれが「圧力」とパイプに関係している領域にあることを知っていますが、流れのチェーンのさらに上に抵抗がある場合、概念的にどのようにパイプの下の抵抗が問題になるのでしょうか？

そして、分圧器の外側を踏みます（ただし、電圧降下と比率の問題の領域にあります）-すべての電圧が1つの抵抗器回路の抵抗器でどのように/なぜ低下するのですか？電子は、電圧が比例して低下するという何らかの理由で「知っている」のでしょうか？（明らかに、私は電子が意識的にこれを解決して決定を下していないことを知っています）。電圧降下が静的抵抗/負荷に対して静的ではないのはなぜですか？なぜそれは回路内の他の抵抗器/負荷に依存するのですか？

（技術的には問題ありませんが、可能であれば、少なくとも何らかの視覚的な概念やデモを追加してください。:)ありがとうございます。

別の思考実験をしましょう：

2つの抵抗器間の接続を次第に短くして、極小になるまで想像してみてください。これで、実質的にどこかに分割点を持つ抵抗が1つできました。この抵抗の一端は電源電圧に接続されています。たとえば5ボルトです。もう一方の端はアースに接続されています。これを電圧測定の基準点として使用するため、0ボルトと呼びます。

繰り返しになりますが、分割点を5V端に向かって上に、または0V端に向かって下に徐々に移動するとします。この組み合わされた抵抗器のどの位置で、測定された電圧が5ボルトから0ボルトに低下すると予想しますか？

電圧の1点にステップ変化がないが、分圧点より下の抵抗の割合に比例することは明らかですか？電圧降下は、結合された抵抗の長さに沿って線形です。

ここで、最初の視覚化で伸ばしたその接続の長さを徐々に復元すると想像してください。そして、接続自体に抵抗がないと想像してください-ゼロ。（これは完全にゼロではありませんが、非常に近いので無視できます）。もう一度伸ばしても、接続の両端で電圧が変わらないことは明らかですか？

合計電圧は合計抵抗を超えて直線的に低下し、分割ポイントは合計の特定の部分でその電圧を「サンプリング」します。

電流は、多くの個別の抵抗器を流れるか、1つの連続した抵抗器を流れるかを「気に」したり「知りません」。電圧は抵抗経路の各セグメントに沿って連続的に低下します。「ゼロ抵抗」接続は問題ではありません。

電流に関する限り、分圧器はなく、特定の（合計）抵抗を持つパスは1つしかありません。あなたが1kを持っているとしましょう$\Omega$ 2K$\Omega$直列抵抗。合計：3k$\Omega$、それにオームの法則に従って3Vを印加すると、

$I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{3V}{3k\Omega} = 1mA$

オームの法則は、チェーン内の個々の抵抗にも適用されます。1kの両端の電圧を見つけるには$\Omega$ 抵抗器：

$V = I \cdot R = 1mA \cdot 1k\Omega = 1V$

したがって、実際には元の3Vの何分の1かが得られます。これが分圧器と呼ばれる理由です。その比は抵抗器間の比によって定義されます。しかし、現在のところ、3kの負荷の間に違いはありません$\Omega$ 1つは1kで構成されています$\Omega$ プラス2000$\Omega$ 抵抗器。

水のアナロジーを考えることの何が問題になっていますか？ポンプがキ​​ャピラリーに水を押し込むと、下の圧力計にはX点で全圧が表示されますが、Y点では約半分の圧力が表示されます。キャピラリーを下って移動すると、圧力は比例して低下します。

（これは、家庭用セントラルヒーティングシステムのバイパスバルブがラジエーターを通る流量を制御する方法です）。

絵はこれです：電子は力によって押し進められます。力（供給電圧）の合計量は、トラックの各部分の抵抗の量で分割されます。電子の流れは、すべての要素のすべての電圧の合計が供給電圧になるようにバランスをとります。

説明：電流は基本的に「ワイヤー内のすべての電子がゆっくりと一方向に移動する」ものです。ホースにたくさんのボールがあると想像してください。片方を押したときにもう片方を出る必要があります。

それらを動かすには、力を働かせる必要があります。これは電気力です。これは、電界（基本的には電圧）が帯電した物体（この場合は電子）に作用するときです。

それらをより速く動かすためには、より多くの力を働かせる必要があります。（または、より頻繁に同じ力）

速度/電流に対して必要な力は、経路の抵抗によって異なります。

パス内のすべての電子が移動しています。つまり、電源、ワイヤー、抵抗器では、すべての電子がほぼ同時に動きます。

今、電子は動いています。パスの各微小部分には抵抗があり、これにより、電子が移動するために必要な電圧の大きさが決まります。流れがあるので、彼らは一緒に動きます。彼らは強制されます。

パスの各部分の電圧を合計すると、合計電圧になります。

それはすべてオームの法則についてです。

2つの抵抗にかかる電圧により、両方の抵抗に電流が流れます。この電流は、抵抗が直列に接続されている場合、すべての抵抗で同じであり、オームの法則で与えられます。

それぞれの抵抗器で、流れる電流は、mr Oの法則で与えられる電圧降下を引き起こします。

あなたはどこでも数学を見つけることができますが、最初にこれと抵抗がどのように機能するかを理解してください。乱用されているトピックなので、抵抗とオームの法則についてwikiを読むことをお勧めします。両方を理解すると、分圧器は魔法のように明確になります。

とにかく：

電気はどのようにして分圧器の抵抗比を「知っている」のでしょうか？

橋から飛び降りると、ある速度で落下することをどうやって知っていますか？それは単に物理学によるものです。

さて、最初に、1つの抵抗を使用したビューです。カーバッテリーのセットアップでこれを見て、マイナスアースと+ 12vホットがあると言います。

最初の回路では、12オームの抵抗で12ボルトを移動し、負荷全体で1アンペアを12ワット移動します。それはそこに移動できるすべてです。供給側と受信側の相対的な違いは同じです。

これを+ 6vのホットおよび-6vのグランドと見なすこともでき、回路はまったく同じように動作します。供給を上げる（高温）か、シンク（接地）を下げると、電位（電圧）に差が生じます。

次に、負荷を変更してみましょう。それぞれ6オームの2つの抵抗です。私たちの合計抵抗は再び12オームになりました。そのため、引き続き1アンペアを消費します。現在、各負荷はその半分を消費しています：6ワット。1アンペアの電力で6オームの抵抗器全体で6ワットを消費するには、6ボルトを失う必要があります。電流は、測定する場所に関係なく回路内で一定に保たれることを覚えておいてください。そのため、ヒューズは直列回路のどこでも有効です。アンペア数は基本的に流量（ガロン/分）であり、得られる電力は流量と圧力（電圧）の組み合わせであることを思い出してください。したがって、電圧*アンペア数==ワット（動力）。

これが電気部分です。水のアナロジーを使用するには、配管システムを少し異なる方法で考える必要があります。現在水が流れている「シンク」は加圧されていると見なす必要があるため、ある程度の背圧を供給します。負荷はパイプ内のタービンです。供給が100 psiで、シンクが50 psiの場合、フローが得られます。

負荷後のパイプの2点間の圧力差は無視できるほど小さくなります。それでも外界に対する圧力はありますが、50 psiシンクタンクに対する相対圧力は非常に低くなります。最後のロードの後に​​多くのパイプを持つスプリットを追加しても、それは変更されません。

最初のロードの前にパイプを入れて、最後のロードの後に​​接続すると、100 psiになるか、2つのタンクに対して50 psiになります。これらの2つの等しいタービンの真ん中にシンクをタップすると、25 psiの圧力が発生します。水は、最初のタービンを通過するためにいくらかのエネルギーを費やす必要がありました。

タービンを回転させる（負荷を駆動する）のに十分な圧力（電圧）がある限り、そのタービン全体で、両側の圧力の差に等しい低下が見られます。そこに複数のタービンを配置すると、タービンを回転させるのに要した労力の量に比例する圧力低下が見られます。

電圧と圧力はどちらも相対基準に関連していることに注意してください。結局のところ、地上の0psiは通常相対的に測定され、実際には14.7 psi（絶対）です。したがって、電源回路が+ 24vの地面から+ 12vになっていることを少しの間考えてください。そして、頭の背圧を視覚化し、相対圧が駆動力であるという事実に焦点を当てるので、それはもっと意味があるかもしれません。ポイント。

大きなパイプと同じ圧力の大きなタービンを使用することで、タービン全体でより多くの電力を引き出します。または、現在のパイプの圧力を上げることができます。ただし、水が流れる限り、タービン全体の圧力降下は常に比例します。

それはすべて電気分野にあります。したがって、2つの抵抗を備えた回路があり、バッテリーを接続すると、バッテリーの一方の端から2つの抵抗を介してもう一方の端に向かって電場が現れます。これは、（マテリアル内で）光の速度で移動する部分です。このフィールドは、ワイヤの材料と抵抗の影響を受けます。また、パスの幅などにも影響されます。したがって、さまざまなポイントでのフィールドの強さはすべて抵抗によって制御されます。次に、材料内の電子が電界に反応します。それらが移動する速度は、フィールドの強さによって制御され、これは抵抗の値によって設定されます。したがって、電子は、それらを制御しているフィールド自体が抵抗によって制御されているため、予測された速度で移動します。

これがあなたが探していたものであることを願って、

私はまた、水の例えでそれを考えるのが好きですが、より簡単なものです。それはこのように動作します：

異なるセクションの直径が異なるパイプを考えてください。直径が大きいほど、より多くの水を流すことができます。高い値の抵抗は、より小さな直径のパイプのように機能し、水の流れが少なくなります。

2つの抵抗があるとします：1kと2k。2k抵抗「パイプ」は、1k抵抗「パイプ」の直径の約半分です。それらの間の水（つまり、分圧された電圧ライン）に適切なエスケープを提供する場合、大量の水がすべてを通過するわけではありません。一部の水は、1kの「パイプ」を通過します。空の場合は、その中にスペースがあるからです。いくら？水の約1/3は、2/3が分圧パイプから漏れるのと同じ時間に1kパイプを使用できます。したがって、電位に関しては、約2 / 3Vがディバイダーを通過します。それはすべて、（最初の抵抗のため）どれだけの水が入り込むか、および（2番目の抵抗のため）どれだけの水が地面に出ることができるかに依存します。

いずれにしても、それは必須なので、いずれにしても完全な可能性となりますが、途中では、このルートを抜けることができた可能性があり、他のルートよりもはるかに魅力的でした。

アナロジーが100％正確かどうかはわかりませんが、これはメンタルモデルです...正確である必要はありません。