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实际电路中的电压与电流:理解二者关系

任何电路中,推动电荷对抗电阻需要能量。这能量表现为电阻分隔的两点间电压降。

简单串联电路中,电流——每秒通过一点的电荷量——处处相同,但不同点对间电压可大相径庭。

实际电路中的电压与电流:理解二者关系

观察下电路,标记四节点为1、2、3、4。从1到2的电流等于灯泡电流(2到3),同一电流继续经导线3到4最后经电池1到4。

因电流均匀,任两点间电压正比于连接它们路径总电阻。典型灯泡电路中,灯泡电阻远超连接线,故灯泡两端压降(2–3)显著,导线压降(1–2、3–4)极小。电池端子间电压(1–4)等于电池电动势,仅略高于灯泡压降。

此关系类比水库系统:

实际电路中的电压与电流:理解二者关系

水从点2经水轮落至点3,压力降对应水轮阻抗的能量损失。1–2、3–4间水经水库自由流动,压差可忽略。但流速全系统恒定——如电流在电路中恒定。

简而言之,简单串联电路中电流处处均匀,电压随各段电阻变化。

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