回路がループと見なされるのはなぜですか?


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ですから、バッテリーを含む回路のようなものについて話すとき、回路はループのように見えますが、それは単に電源が出力に物理的に近いという事実のためです。

ただし、そうである必要はありません。バッテリーは便利なので自己完結型ですが、この権利を理解すれば、正に充電された任意のエンドポイントに接続することで電源を消耗させることができます。

したがって、回路をループと見なすのは、そのように考えるのが便利だからです。川は円状に流れることができないため、電気も流れることができません。なぜなら、川は正味のゼロ電位になり、移動しないことを意味するからです!


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「しかし、正に充電された任意のエンドポイントに接続することで電源を消耗させることができます」....間違っています!
Trevor_G

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川は周期的に流れますが、そのループの一部には海、雲、雨が含まれます。
アンドリューモートン

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あなたの問題は、エネルギーと電子/電流を同じモデルに適合させることです。電流はチェーンであり、電源から負荷にエネルギーを転送するチェーンです。すべてのチェーンと同様に、作業を継続するには、ソースにループバックする必要があります。
Trevor_G

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オームの法則とEEのすべては、そこにある本当の混乱の便利な抽象化です。
ユージーンSh。

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技術的な答えではありませんが、語源的な観点から、「回路」は「ループ」を意味します:etymonline.com/word/circuit
DukeZhou

回答:


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ほとんどの回路はループと見なされます。これは、導電性材料の電荷が静電電位差を比較的迅速に均等化する傾向があるためです。たとえば、長いワイヤ/ロッドを取ります。片側に電子を追加できるとしましょう。最初は、0個の電子から始めます。最初の電子を追加すると、他に何もないので、基本的にどこにでも行くことができます。2番目の電子を追加すると、最初の電子が可能な限り遠くに押し出され、ロッド内の電荷バランスが試行されます。この最初の電子移動は実際には小さな電流であり、その移動を使用してそこから仕事を抽出することができます(システムに2番目の電子を追加するのに手間がかかったため)。3番目の電子を追加すると、2番目の電子が中央にプッシュされます。二次電子 ' sの動きは最初の半分であるため、そこから作業量の半分しか抽出できません。最初の電子はもう一方の端にあり、この時点では移動していません。ロッドの一端に電子を追加し続けると、他の電子の動きは次第に少なくなります。すぐに、あなたは数千ボルトになり、そこから仕事を引き出すことができなくなります。なぜなら、電子が行く場所がないからです。

代わりに、一方の側から電子を取り出して反対側に追加するとどうなりますか?これにより、これを行うすべての電子により、他のすべての電子が一方向に同じ量だけ反応して移動します。これで、移動する電子ごとにシステムから均一な量の作業を抽出できます。しかし、あなたは何をしましたか?一度に1つの電子を動かす手でループを作成しました。これが、ほとんどの回路がループを使用する理由です。電子を一方向(または多分両方)に押すものがあります。あなたの場合、それはバッテリーですが、ジェネレーターやその他のさまざまな方法を使用して、電子を「ポンプ」して、別の場所で電子から仕事を引き出します。


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これは本当に良い説明です、ありがとう。つまり、基本的にバッテリーは「ポンプ」であり、電子をシステムに押し込み、反対側から落ちるときにそれらをキャッチする「キャッチャー」でもありますか?

しかし、私の質問のポイントを明確にしたい:バッテリーの「ポンプ」側とバッテリーの「キャッチャー」側は、回路自体を介して接続されていません。つまり、これは文字通り完全に閉ループではありません定義する。私はそれを言って正しいですか?

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@dudewadは実際に密接につながっています。バッテリーを見ると、それが動作する唯一の理由は、移動する電子が引き起こす電荷の差をイオン(荷電原子)が再バランスできるためです。移動するすべての電子(-)に対して、正イオンは、これをバランスさせるために、バッテリーの他のプレートに内部的に移動する必要があります。
ホルタ

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@dudewadバッテリーを分解して、2つの電解質の接続を解除すると(イオンの移動を防ぐ)、バッテリーはすぐに動作しなくなります。
ホルタ

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@dudewadバッテリーには、電子をプラス側からマイナス側に移動させる「魔法の化学物質」が含まれています。
user253751

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バッテリーは電子ポンプと考えることができ、特定の「電気的圧力」を維持するために、化学的に正の端子から負の端子に電子を移動させます(これは初期の人が古い本の中で電位差と呼んだもので、悪いモデルではありません)。

このことを実際に役立つものにするためには、移動する電子を使用して何らかの興味深いタスクを実行するために、電子が流れる経路を提供する必要があります[1]。これは、細いワイヤを加熱して光を発したり、他の電気化学反応を行って別のバッテリーを再充電したり、モーターなどに磁場を発生させたりする場合があります。システムを非常に短時間(ナノ秒)で実行する場合、このパスは明らかにループでなければなりません。

グラウンドなどに言及する点はありませんが、すべての電圧は行動の任意の点に関連して測定されます。その電圧が役立つためには、電流が流れるループが必要です[2]。

Groundは、非常にくだらない言葉の1つであり、少なくとも3つの異なることを高度なコンテキスト依存の方法で意味しますが、今は無視してください。

[1]銅線導体の電子は、平均して非常にゆっくりと動きます。1秒あたり1 mm未満ですが、ワイヤーはボールベアリングで満たされたチューブのようなもので、1つずつ押し込みます最後に、ボールが実際にチューブを下に移動するよりも、一方がはるかに速く飛び出します。

[2]ええ、フラッシュメモリゲート、静電レンズ、レーザープリンター、あらゆる種類のわずかな例外はありますが、今はそのままにしてください。


あなたが地面についてそれを言うことの慰め....はい、それは感動的な定義のように思えるので、私はそれによって混乱しているので。私の家がもう焼けていないのは驚くべきことです。ありがとう!

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申し訳ありません。バッテリーまたは電源は、長期的には電気的に中立でなければなりません。分離された電荷の復元力は非常に大きく、回路規模での永久的な電荷分離は起こりません。これは、ある端子から電流が流出する場合、別の端子から流れ込む必要があることを意味します。例外に最も近いのは、エレクトレットマイクです。


しかし、負に帯電した粒子は、たとえば廊下の一方の端に保存し、受信媒体はもう一方の端に配置できますか?これはループではなく、いわば「イコライゼーション」のようなものです。それは理にかなっていますか?私は、「ループ」を文字通りとるかどうかを明確にしようとしていると思います。

@dudewad、ループは文字通り非常に取られます。すべての回路解析はループに基づいています。人々は非常に極端な状況で発生する例外を指摘するのが大好きです。しかし、電荷が回路要素に流れ込んでそこに留まる可能性があると自分自身に確信させると、文字通り回路解析が不可能になることがわかります。肉眼で見える物理的な世界はこの例外と十分に一致しており、おそらく例外を心配する必要はありません。
mkeith

長期的にだけでなく、瞬時にも。電子銃などから発せられるいくつかの余分な電子についてはりませんが、回路解析の観点からは、すべての回路要素は、長期的にも電気的にも中立でなければなりません。
mkeith

@mkeith-電子銃や同様のイオン源を説明するために特別にフレーズを追加しました。また、電子銃は以前は電子回路の一部であったため(中性でないコンポーネントを生成するようには構成されていませんが)、どのようにしてそれらを破棄できるかわかりません。
-WhatRoughBeast

@dudewad回路の勉強を始めたばかりの場合は、文字通り「ループ」の考えを取り入れてください。しかし、「ループ」し、ストーリーの一部のみを伝えることに留意してください。電流がワイヤを流れるとき、原子レベルで何が起こるか、高周波で何が起こるか、電磁放射(無線伝送など)が関係するとき、またはどのような種類の半導体デバイス(最も基本的な)動作します。単なる「ループ」以上の理論が必要です。しかし、あなたは単純なアイデアから始め、それらに基づいて構築する必要があります
...-alephzero

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回線はループでなければなりません。ループが閉じられると、負荷に電流が流れます。ループが開くと、回路はオフになります。

たぶん、電圧は、電荷をループに流す「力」であると仮定できます。電流は時間単位で流れるものです。

ループがなければ、現在は存在しません。

...しかし、この権利を理解していれば、正に充電された任意のエンドポイントに接続することで電源を消耗する可能性があります。

いいえ。省エネ充電の節約を見てください。正の電位点から電荷を排出する場合、電荷は基準点(baterryの負の端子、GNDなど)、つまり閉ループ内を流れる必要があります。


さて、それは役立ちます...それは、ソースと負荷との間に関係があることを意味しますか?

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...私が言うのは、文字通り電気がループから地球に流れる「グラウンド」を持つことができるなら、....地球はどういうわけか「ループ」の一部になるからだと?それは私にとって少し神秘的なビットです。

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これは正確ではありません。電荷は、高電位から低電位へと流れることができ、実際に流れます。ループは必要ありません。
ホルタ

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「地球」を「
帰り道

わかりましたので、私の質問は完全に狂っていませんか?文字通り、これは電荷の均等化に似ており、電子が魔法のように円を描くように効果的に動く真のループではないことを明確にしたいだけです。

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もっと一般的な答えがあると思うので、電圧ではなく電流を考えるべきです。

すべての回路はキルヒホッフの法則に従う必要があります。これは、メディア内の電流の流れを記述するマクスウェルの基本方程式に基づいています。

ノードが接続されていない場合(任意の周波数のメディアを使用)、回路の一部を形成できません。逆に、何らかの方法で接続されたノードは、回路の一部を形成します。

キルヒホッフの法則は、単純に「任意の回路の電流の合計はゼロ」と表現することができます。つまり、ノードからのすべての電流離脱(この場合、これを正電流と呼びます)同じノードに入る必要があります。

これを論理的に結論付けると、回路内の合計がゼロになるように、すべてのノードを1つ以上のループで接続する必要があります。すべてのネガとポジティブは正確にキャンセルする必要があります。


これは非常に単純化されています。たとえば、無線送信機にはアンテナに流れる「電流」が必ずあります-通常のメーターで測定できますが、アンテナ自体は「閉回路」ではありません。物理的には、特定の幾何学的構成で構築された導電性材料のビットの集まりです。アンテナの「端子」間のDC抵抗を測定すると、それは開回路です。
-alephzero

アンテナは閉回路です。従来のアンテナには2つの「プレート」があり、交互に崩壊する電荷がそれらの間を移動します。グラウンドプレーン効果のため、単純化されたアンテナでさえ、1つの実導体と1つの架空導体があります。en.wikipedia.org/wiki/Monopole_antennaを参照してください。
ジェイソンモーガン

シンプルが良い。Kirchoff / Maxwellの単純化は事実です。おそらく、現在の観点から回路の一部として放射されたRFを検討しているのでしょうか?これは、部品である抵抗器から放出される熱と同じです。マクスウェルの方程式は一般的なものであり、空間内の自由波を単に説明するものではありません。
ジェイソンモーガン

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電子がポテン​​シャルからより高いポテンシャルに移動するという点で、あなたはある程度正しいです。そのため、スペースAのあるポイントに電圧があり、ワイヤがスペースBの異なるポイントに走っている場合、電子はワイヤを流れると考えるかもしれません。

回路図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路

ただし、電圧だけでは意味がありません。電圧は、2点間の電位差です。

回路図

この回路をシミュレートする

つまり、最初に実際に電圧をアサートするには、共通の基準点が必要です。したがって、あなたはそれが好きかどうかにかかわらず、ある程度の抵抗を伴うループになります。

しかし、それはまた別のポイントをもたらします。上の回路では、基準線がなくても、電圧源の負の側の間には巨大ではありますが、ある程度の抵抗があります。そのため、ループがあり、小さな電流がワイヤに流れますが、測定するには小さすぎる場合があります。

また、電流の概念を電子の動きの概念から分離することも重要です。電流は抽象的な表現ですが、電子の動きは物理的な現象です。電流はバッテリーまたはコンデンサーをループしますが、実際には電子はループしません。むしろ、反対側に入るのと同じ数の電子がそれらを出ます。その違いは微妙ですが、重要です。


そうですか。はい、現在の!=電子の動き、それは私には明らかです。私のためにそれを
馬鹿に

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ヘクタール@dudewad ..私は私が自分自身のためにそれをダウンdumbingたと思った:)
Trevor_G

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電流は、通常は電子または電子不足の原子である電荷キャリアの流れです。

バッテリーを取る場合:電流である閉ループの電流の流れ

ここに画像の説明を入力してください

誰かが私に言ってくれますが、ソースのポジティブに触れるとどうなりますか。

ここに画像の説明を入力してください

答えは非常に簡単です。人は地球と閉じたループを作り、電子を体内に流しますが、鳥は閉じたループを作らないのでショックを受けません


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バッテリー図が間違っています。バッテリーの中心を通る電流は表示されません。ワイヤに1アンペアがある場合、電解質には1アンペアがあります。電気回路は閉ループです。(バッテリーはチャージポンプであり、電流の経路はバッテリーを通り抜けて、他のコンポーネントと同じように再び出力されます。)
wbeaty

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バッテリーを含む回路、...ループのように見える

これは、ISループ。バッテリーの電解質は、良い導体、短い回路です。

おそらく、電池が「充電」、または電解質を流れる電流がゼロアンペアであるという誤解をお持ちですか?いいえ、そのようには動作しません。バッテリーは短絡、非常に低い内部抵抗のように動作し、バッテリーを備えた単純な回路は閉ループです。

バッテリーは回路に電荷を供給しません。流れる電荷は、銅自体から、金属の電子海から来ます。


イオンの良い伝導体を意味しますよね?それが電子の良い伝導体だった場合、バッテリーは短絡し、発火します。chemistry.stackexchange.com/questions/2644/…–
horta

>イオンの伝導体良好な伝導体、周期(高アンペアを伝導します。)電解質はプレート間の「短絡ジャンパー」です。これが、すべてのバッテリーが実際に機能する方法です
-wbeaty

本当です。それは金属線のショートではなく、イオンショートですが、イオン伝導体が依然として伝導体であることは正しいです。あなたがその区別をしないと、混乱を招くように感じます。
ホルタ

わかりにくい:電子についてはまったく言及しないでください。イオンについても言及しないでください。電流は閉ループの形を取り、開始も終了もありません。電球の場合と同じように、電流の経路はバッテリーの中央を通り、フィラメントを通り抜けます。または、ダイナモでは、電流の経路がコイルを通ります。よくある誤解:バッテリーの1つのプレートは充電のソースであり、もう1つのプレートは「使用済みの充電」を収集します。電荷は電解質を通って流れ、バッテリーは全体としてチャージポンプとして機能するため、それは間違っています。
-wbeaty
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