如何更好地理解電壓和電流之間的關係?

時間 2021-05-09 21:33:42

1樓:張際舟

歐姆定律非常類似蓄水大壩。大壩的高度模擬於電壓,大壩的寬度模擬於電阻,而單位時間從大壩上流到大壩底的水的動量模擬於電流(簡單說就是水量和水速)。當我們把大壩建的非常高,那麼水流下落到壩底的速度就越快,動量會大;當然如果我們把大壩修的很寬,單位時間會有更多的水流下落到壩底,那麼動量也會大。

設想一下,大壩下有乙個木製的水輪發電機,這個水輪發電機利用水下落的動量來轉動發電。如果我們把大壩很高或者很寬,這時下落的水量的動量很大,會有可能超過這個水輪發電機的承受範圍而導致它無法正常工作。

這就好比我們把乙個36V的電源直接接到乙個標定輸入電壓的2.2V的外設上,因為這個外設無法控制這麼大的電流流進來,會產生很多熱量,會把外設燒壞。所以關鍵是我們能夠限定流入外設的電流,這時我們可以在外設和電源中間接乙個電阻(減少大壩的寬度),或者減少電源的電壓(減少大壩的高度),這兩種方法都可以做到限制流入外設的電流的目的。

在設計電路的時候,通常我們規定輸入的額定電壓,最主要的原因的相比於電流,電壓更容易控制。所以當電機不工作的時候我們把電機的輸入電壓接地,當電機工作時,我們把電機的輸入電壓接高電平,讓電流流入。如果這時候電機進水的話,電機內部電路容易短接(不該接上的兩點接到一起了),這時電機的電阻就變小了,瞬間會有大電流流入,導致電機燒掉。

所以當我們把外設接到乙個電壓源(比如一般的電源,或者是電池等等)上的時候,外設來決定它需要提多少電流,很多情況電流在不斷變化,比如控制電機轉速,不同轉速肯定需要不一樣大小的電流。

2樓:劉毅答詔

在等遊戲更新的空隙,順手寫點東西吧,拋磚引玉,與大家共勉。

電壓與電流之間的關係,與電壓所加的物件有關,電壓加在絕緣材料上,不產生電流或者產生很小的電流。程度與材料的絕緣性能和耐壓等級有關。在絕緣體未發生擊穿或者閃絡的情況下,幾乎沒有電流。

電壓加在純電阻上邊,產生的電流符合歐姆定律,電流的大小與電壓的大小成正比,且與電阻阻值有關。這裡說的純電阻是指只消耗有功,也就是只發熱,沒有電容效應和電感效應的元件。比如我們一般不會把輸電線路叫純電阻,因為它有很大的電容效應,空載長距離線路的末端電壓是高於首端的,就是因為電容效應。

在非線性電路中,即包含電容與電感的電路中,也就是我們現實生活中所遇到的大多數電路,電流等於電壓除以阻抗。就是說除了電阻,電容和電感也影響電流和電壓之間的關係,對於純電感而言,電壓的大小與電感電流的變化量有關,與電流的大小關係不大。同樣,這裡的純電感指只消耗無功的理想元件。

真實的電感消耗有功,有電阻效應。

在某些場合,我們會強調電流量,或者是電壓量,尤其是在保護上,常常講電流保護,還是電壓保護,這種情況,是因為我們關注的點不同,並不是說電流和電壓分的有多開,同樣5A的電流,可以用220V的電壓產生,也可以用500V的電壓產生,我們在關注電流量的時候,講的是電流要求為5A,至於它是由多大的電壓產生的,我們並不在意。電壓量同樣。

說到底,還是乙個電路分析的問題,書多看幾遍,沒壞處的,理解不深而已。加油。

3樓:元淘淘

電氣工程範疇,電壓電流的定義看維基百科就可以吧。物理一竅不通的學渣試著總結下兩者關係:

1.歐姆定律

在理想條件下,電流流過電阻時遵從歐姆定律,和電壓有比例關係。但是「電阻」的廣義定義比較泛,容易被濫用。而且電阻也不會是穩定不變的。

2.基爾霍夫定律

說的是保守場下環路電壓的性質,和節點電流的性質。並未涉及電壓和電流的關係。

3.安培定律+法拉第定律。

根據安培定律,電流可以產生磁場;根據法拉第定律,交變磁場可以產生EMF。EMF也是電壓的一種。那麼勵磁電流和emf之間使用兩條定律建立了關係。

4.霍爾效應

是磁場,電流和電壓三者之間的關係。可以用洛倫茲力和電磁理論解釋。

電壓和電流的關係往往不能用這些十九世紀的一條定律或兩三條定律解釋得很清楚。在應用的時候各種定律也是互相交織,比如電壓和電流往往要受電磁理論的約束。

兩者關係有很多時候,要用二十世紀的知識才能摸點邊: 鋰電池端電壓和輸出電流的關係;各種關於電阻的機理等等;半導體結電壓與電流的關係。希望有大神能針對這些常見的問題科普一二。

4樓:冷處偏佳

深度解答太麻煩了,我想我應該知道題主的問題在哪,目前為止其他答主應該都沒有答到點子上。

題主應該不想深入理解從電磁場的角度回答電壓電流,只是作為初學者,想從電路的角度不犯錯誤。比如,想清楚為啥有的時候乙個地方電壓為0,卻有電流,有的時候電流為0,卻有電壓,有的時候電壓或電流就同時為0。還有以直流電壓加至rl負載上為例,電壓波形明明是直線,電流波形咋是條曲線。

我給答主的解釋是,乙個電路的完整求解是由kcl,kvl,vcr共同約束的,在求解任乙個電路(包括專業課中的電路)時,必須從理性的角度,用這三個約束去求解,而不能憑直覺。元件的vcr一定要理解透徹,電阻是歐姆定律所以電壓電流只差乙個比,電容電感是微分方程,短路線電壓為0電流任意(由kcl決定),斷路電流為0電壓任意(由kvl決定),包括理想變壓器,二極體等等,每個元件都有自己的VCR。

所以說啊,題主覺得關係電壓電流關係不簡單,一定是某個環節出現問題了,覺得不簡單。強迫自己求解時按照三種約束理解,每個重視下每個元件的vcr,應該能走出思維誤區。

5樓:王二狗

電壓:說的是兩個點之間的電壓差,說的是相對的乙個量,比如家用電的火線對於零線是交流220v的電壓差。

電流,是在這個迴路中所經過的電子數目,他的大小主要取決於電壓和電抗(包括電阻,容抗,感抗),符合焦耳定律。

假如我需要乙個便攜耳機放大器,因為我新買的大阻抗耳機用手機推不動,這裡的推不動的意思就是手機耳機孔在某一瞬間的電壓值不夠,在低音時需要更大的電壓,我需要把聲音的電壓訊號放大,從而使其在相同阻抗的時候有更大的電流通過,在這一瞬間,耳機的功率會變大,低音也就更有震撼力。

我用運放放大訊號,需要雙15v的電壓給運放供電,我可以把鋰電池3.7v的電壓用乙個DC-DC公升壓電路,公升到15v。那麼這裡的15v是公升壓電路輸出兩端的電壓差是15v,如果把out+當成 「地」那麼,out-就相對是 -15v。

那麼我再用乙個DCDC公升壓電路,從15v公升到30v,那麼繼續把原來的15v當成地,那麼第二個out+的電壓就是+15v,原來的15v當成地,就是0v,原來的0v,就是-15v。

這就是電壓,相對的乙個值……

手機碼字,希望你看得懂

6樓:濂溪

簡單的理解:

對於電壓:最主要的特點就是從電壓高的地方就像電壓低的地方;

對於電流:可以形象成水流;

以乙個電阻為例:電路中電流流過電阻,電阻是對電流有阻礙作用的,那麼電流流過電阻之後,就會在電阻兩端形成乙個電壓差。

7樓:AlexAtom麥咔先生

早上被尿憋醒,膀胱裡有多少尿(電壓)會決定你尿的流量(電流),晨勃的硬度會加大阻力(電阻)

U尿=I尿流R硬度,當尿一定的時候,硬度越大,流量越小

8樓:Patrick Zhang

電壓與電流之間的關係,要看什麼領域。不同的領域,有些電壓更重要,有些則電流更重要。

我們來看下圖:

圖中繪出了基本電路。我們看到基本電路中有電源,有控制開關K,還有負載電阻Rfz。

我們再看右上側的收音機電路和供配電線路。

收音機線路中,我們看到了可變電容和磁性棒構成的選頻電路,選出來的某個波長電壓波經過運放放大,C2電容濾掉高頻訊號,低頻訊號經過C4電容加到電晶體基極,經過低放後在集電極產生低頻電壓,再輸入到功率放大電晶體的基極,最後在功放(射極跟隨器)的發射極輸出較大功率的低頻波,供耳機輸出實際音響。

在此電路中,我們看到的是電壓訊號的處理,對電流訊號的關注則相對較為弱勢。

再看右下側的供配電線路。

我們看到圖中有電源變壓器,有負載(各種燈具和用電負荷)。我們當然期望電源與負載間的線路和開關電器的損耗越小越好。

如果設開關電器的等效電阻為R0,系統電流為I,則開關電器的損耗為: 。我們看到起到主要作用的是電流。

另外,短路電流、過載電流、衝擊電流和尖峰電流等等,都是很常見的配電系統故障專用名詞,但電壓倒是相對弱勢。電壓僅僅只對介質隔離和絕緣能力有關,與短路電流的關係不是十分密切。

所以,題主一定要說明在哪個系統中的電壓與電流的關係,否則這個問題是無解的。

9樓:夏汐

我的天,大四狗來答一波,說到深層關係,不好亂說,因為還沒到必須倆月完成畢設的時候。

理想電壓源,電流源不是擺設吧,受控源也是題目讓你怎樣你得怎樣的型別。

KCL,KVL也不是出氣的關係。

最後剩下的電壓和電流不就只剩乙個R,要不用R的倒數電導表示也成。

還能有啥關係,要說麻煩,也就列寫方程。電路原理是最基礎的課,學好,沒了。

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