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实际电路中的电压和电流

因为迫使电荷逆电阻流动需要能量,所以电路中任何点之间都会有电压显现(或“下降”)在它们之间。

需要注意的是,虽然在一个简单的电路中电流量(即每秒通过给定点的电荷量)是均匀的,但在不同组点之间的电压量(每单位电荷的势能)单个电路可能会有很大差异:

以这个电路为例。如果我们用数字 1、2、3 和 4 标记该电路中的四个点,我们会发现通过点 1 和 2 之间的导线传导的电流量与通过灯传导的电流量完全相同(在第 2 点和第 3 点之间)。相同数量的电流通过点 3 和 4 之间的电线,并通过电池(点 1 和 4 之间)。

然而,我们会发现出现在任何两点之间的电压与这两点之间的导电路径内的电阻成正比,假设沿电路路径任何部分的电流量是相同的(对于这个简单的电路,就是)。

在正常的灯电路中,灯的电阻将远大于连接线的电阻,因此我们应该期望在点 2 和 3 之间看到大量电压,而在点 1 和 2 之间则很少,或者3 和 4 之间。当然,点 1 和 4 之间的电压将是电池提供的全部“力”,该电压仅略大于灯两端的电压(点 2 和 3 之间)。

这又类似于蓄水系统:

在点 2 和点 3 之间,落水在水轮处释放能量,两点之间存在压力差,反映了水流过水轮的反作用。从点 1 到点 2,或从点 3 到点 4,水在几乎没有阻力的情况下自由地流过水库,几乎没有压力差(没有势能)。然而,在这个连续系统中,水流的速度在任何地方都是一样的(假设池塘和水库的水位都没有变化):通过泵,通过水轮,通过所有管道。

简单的电路也是如此:电路中每个点的电流都是相同的,尽管不同点之间的电压可能不同。

相关工作表:


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