電位、電位差、電圧の物理的意味は何ですか?

jimyy 10/16/2014. 4 answers, 4.670 views
potential definition voltage

通りを歩いている人々への電線を流れる電気の流れに似ているとき、 electronsは人であり、 currentは人の数であり、 resistanceは途中の障壁です。

しかし、この例では電位は何ですか?

2 V電位差の物理的意味は何ですか? ポテンシャルが1または2Vのときに電子の流れが変わるのは何ですか?

4 Answers


Alfred Centauri 10/16/2014.

この問題を明確にしたり曇らせたりするかどうかは不明だが、これを撃つだろう。

electrons are people,

[OK]

current is the number of people,

いいえ、それは正しい類推ではありません。 電流はflowあり、人(電子)電流は人(電子)の流れであり、電流のamountは人(電子)が道路(導体)の固定点を1秒間に通過するnumber (クーロン)である。

resistance is the barriers on the way.

[OK]

electrons repel each otherすることを忘れないでください。 だから、この類推を改善するためには、人々にお互いを撃退させる必要があります。

これを単純に保つために、人々に単一のファイルを歩かせ、人が前の人に付いている春に付けられ、背中の人に付いている春に付けられていると仮定しましょう。

だから、誰もが均等に離れていて、一様に動いているなら、一人の人に正味の力はありません。

However 、抵抗(障壁、摩擦など)があると、障壁による衝撃によって減速し、人が背中や腕を伸ばしている人が圧縮した力を感じますフロント。

人々のラインが通りの下を移動するmore 、通りの終わりよりも、道路の始めのmoreが、 moreの人々の間で圧縮されています。

これは、人々のdensityがそこで大きくなることを意味します。 終わりには人々は最初から接近しています。

だから、バネに蓄えられている潜在的なenergyは、人がexit最後の方が、人がexit最後の方よりも大きくなりexit 。 これは、人々が通りを移動する際にエネルギーが障壁や摩擦に失われるため、そうでなければなりません。

人の密度は、人口の密度が最初から大きく、道路の終わりで小さくなっていても、 steadyていることに注意してください。

同様に、抵抗器をflow電流が一定の場合、抵抗器を通る電荷のflowが一定であっても、 charge密度は一端では他端で大きくなる。

この電荷密度の差は、抵抗器の両端の電圧(電位差)を生じさせる。


Steeven 10/16/2014.

But what is potential in this example?

あなたの人々のインパクトのアナロジーでは、そのelectric potentialは通りの端に売り場がある、あるいは事故や興味深いものかもしれません。 人々は興味深い目的(潜在的ではない)に向かって移動し、他から離れ、興味のない目的(潜在的可能性)がより高くなる傾向があります。 ストーンが倒れたいと思っているのと同じように、上下のポイントが異なるpotentialです。

2 V電位差の物理的意味は何ですか?

単位VoltsJoules/Coulomb 、$ [\ mathrm {V}] = [\ frac {\ mathrm {J}} {\ mathrm {C}}] $です。 $ \ mathrm {C} $はchargeことに注意してください。 だから私たちは充電あたりのエネルギーについて話しています。 そして、より高い可能性は、1充電あたりより多くのエネルギーを有する。

さて、人々の街頭アナロジーに戻りましょう。 突然事故が起こった場合、人々は突然それに向かって動き始めます。なぜなら、それは非常に興味深い(潜在的ではない)からです。 多分彼らは速くそこに着くために走ります。 彼らが近づくほど、彼らはすぐにそこにいるので、彼らはより遅く移動し、彼らはすでにますます多くを見ることができます。

あなたが警察官や警備員を守ったり、他の人を背負っている人は、興味深い場所から離れるほど、より多くの人が移動したいと考えています。 そしてここでそれらを元に戻すことは非常に難しいです。

あなたがストリートの興味深いポイントにもっと近づくと、人々はすでに何が起こっているかを見ることができ、彼らはより少なく押す。

ロックコンサートのように、スピーカーが悪ければ、遠く離れた人々は、群衆に近づくように促します。 彼らが近づくにつれて、彼らは音楽をより良く、よりよく聞くことができ、徐々に押すことをやめます。

彼らが動こうとするエネルギーは、近づくにつれて低くなります。 一人当たりのエネルギー(意味、 energy per chargeenergy per charge )は、それらがより低い電位に達するにつれて減少する。

それは意味をなしますか?

ポテンシャルが1または2Vのときに電子の流れが変わるのは何ですか?

$ 1 $または$ 2 \ mathrm {V} $は、通りのどこかで潜在力がどのくらいあるかを測る単なる尺度です。 通常の状況(事故が発生する前のすべての地点の通り)が$ 0 \ mathrm {V} $の場合、事故が突然発生したときに潜在的な違いがあり、その方向に人々をdragging始めるでしょう。

2つの事故が通りの異なる場所で同時に起こる場合、おそらく1つは自転車に乗って($ 1 \ mathrm {V} $)、もう1つは液体窒素が破裂する大きなトラックを含み、車はキャッチする火と人々は叫んでいる($ 2 \ mathrm {V} $、その点はもっと面白い)。

それらは等しく面白いnotnotので、潜在的な$ 2 \ mathrm {V} -1 \ mathrm {V} = 1 \ mathrm {V} $の違いはより興味深い出来事に向かっています。 より低い可能性のある事故が起こらなかった場合、人々の流れはより強く、より速くなりますが、2つの事象が起こったので、人々はどこに行きたいか分からない。 彼らはより大きな事故がより面白いことを見ても、やっている。

液体窒素のtwoタンクが異なる場所(同じポテンシャルを持つ2つのポイント)で同時に爆発し、真ん中に起こった貧しい人がいれば、彼は混乱してどこから行く! だから彼はちょうどそこに立って何度も何度も心を変え、決して動かない!

この類推は、決して卑劣な人々の社会であるようです...


solid 10/16/2014.

あなたの質問は絵のようなものなので、私はこれにこだわり、より深い数学的/物理的説明を避けようとします。

electrons are people

それで大丈夫

current is the number of people

いいえ、それは間違いです。 現時点では、この場合、路線を横断する人の数です。 Steevenのように既にコメント2で言及されているようにAmpereは(1 Aは1人の男が単純にしていると仮定しましょう)、2人の人が上から左にラインを横切ることを意味します。 路上を1人で何人も通過する人は2アンペアで表されません。

resistance is the barriers on the way.

私はそれで大丈夫です。

But what is potential in this example?

私はむしろそれをより明確な可能性のある丘陵地と比較したい。 電位は重力の可能性に似ています。 その人々の例では、潜在的な可能性は下り坂の道です。 人々(電子)が下り坂に入るためには、エネルギーは必要ありません。潜在的なエネルギーを失うことさえあります。 通りで同じレベルにとどまっている人々は何も得ておらず失っている。 上り坂に行く人々は、潜在的なエネルギーを得るためにエネルギーを必要とします(これは、電子を加速する磁場になる可能性があります)。 電位についてのこの説明を取ると、次の質問は簡単に答えることができます。

2 V電位差の物理的意味は何ですか?

丘陵道路の勾配だけです。 急峻なものであれば高い電圧があり、フラットであれば小さな電圧しか持たないでしょう。

ポテンシャルが1または2Vのときに電子の流れが変わるのは何ですか?

現在の私の説明を覚えていますか? 電圧を1Vから2Vに上げると(道路をより急峻にする)、電子に影響があり、時間当たりに多くの電子が前よりも左から右に線を横切る。 あなたは、このような効果を想像することができます。道路が急峻になって、人々が望むならば、人々はより多くの人ではなく(より多くの人ではなく)滑り始めます。

私はこの方程式があなたのニーズに合った説明ではないことを望みます。

編集:ロブジェフリーズに、私はこのように答えるように私は50の評判を持っていないので、私はコメントを書くことができません。 フラットな通りのせいでアナロジーが崩れてしまうのはあなたの意見です。

導体内の電子は、電界が印加されていなくても動くことができる。 優先オリエンテーションがない限り(空の平坦道路だけの世界にいる人は優先オリエンテーションを持たない)、少なくとも現在のグローバル電流は存在しません。 たとえ完璧に類推しても、それは崩壊しないだけではありません。 道路が最初に下り坂を歩いていると想像してください。完璧なフラットであり、下り坂に戻ってくるよりも。 人々は最初のビットを下り坂で、完璧な世界では、唯一の道で敗北(摩擦またはこれまでどおり)がなく、フラットビットで勢いとスピードを保ちます。 彼らは歩行を続け、下り坂の部分に再び着くとより速く歩く。 そしてここでは、準伝導構造における電子ドリフトの人電子の説明があります。


Prasanna Chaturvedi 07/03/2017.

私の意見では、電界中のどの点でも静電ポテンシャルは

正の電荷が電場を作ると仮定する

そのフィールドで、陽性または陰性の検査料がある場合

正のテストチャージを想定しましょう

次に、この正のテストチャージは、反発力のためにソースチャージから離れる傾向があります

それが動かないならば。 間違いなく、この斥力の力に対抗するのに十分なエネルギーを利用できるはずです。

したがって、電場内の任意の点における電位は、Eによる力に対抗してその位置を保持するためにユニットチャージが所持するのに必要なエネルギーとして定義することができる。

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