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为什么说电阻是「将电流转换为电压的元件」?电阻转换成电压?

作者:电气设备网
文章来源:本站

  电阻电阻,顾名思义就是电流流动中受到的阻碍。

  在一个闭合回路中,一旦存在电动势(即:电压),电路里就会有电流流过;

  然而,电路中一旦加入电阻,电流的大小将会减小;

  电流减小的程度,与电阻的大小成正比。

  我们把上面的这十字路口看做是一个接在电路中的电阻。

  南北方向的驶入的车辆,有各自的目的需要快速通过路口,看做是电压;

  南北方向的车道,看做是电路;

  南北方向的车流,看做电路中的电流;

  东西方向违规的车辆引起堵车,看做是电路中的电阻;

  当堵车比较轻的时候,相当于电阻比较小,路口的车队就会比较短,相当于电阻转化的电压比较小;

  当堵车比较重的时候,相当于电阻比较大,路口的车队就会比较长,相当于电阻转化的电压比较大;

  回顾一下欧姆定律

  欧姆定律的简明描述是:

  在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。

  这个定律是由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆,在1826年4月发表的论文《金属导电定律的测定》中提出的。

  为什么说电阻是「将电流转换为电压的元件」?

  说道“转换”,不是很准确,用“反映”可能会比较准确,但是的确很多电流检测电路中,常常用电阻来把待测电流转换为电压进行观测。

  至于这个文字描述我们不在这里辩论。

  

为什么说电阻是「将电流转换为电压的元件」?电阻转换成电压?

  

为什么说电阻是「将电流转换为电压的元件」?电阻转换成电压?

  根据上面的比喻,我们已经很直观的看见,电路中一旦受到电阻的阻碍,当电阻的阻值逐渐接近,甚至大于电源的内部电阻值时,电阻两端的电压将从0逐渐无限接近电源电压。

  根据先人对欧姆定律的测定,我们可以知道,电阻越大,电阻两端的电压将正比与电阻值,所以我们说“电阻是「将电流转换为电压的元件」”。

  想要讲清楚这个问题,需要借助到我们都非常熟悉的电阻伏安特性曲线。

  初中生都知道,R=U/I,意思就是在电阻值恒定不变的情况下,电压U与电流I成函数关系,两者一一对应,那么自然而然电压和电流就构成相应的线性关系。

  那么该怎么理解“电阻是将电流转换为电压的元件”?首先我们要明确一个概念,电路中流动的是电荷,而电流则是衡量单位时间内通过的电荷数量,这个是电路中最基本的物理量含义。

  而电压又是什么?是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。这个电势差的来源正正是因为电荷量不同导致,所以电压这个量是由电流衍生出来,其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功,所以说“电阻是将电流转换为电压的元件”是完全没有问题,而我们日常使用的万用表就是应用了这个原理,它测的其实是分电路的电压值,只不过是以电流形式表达出来,真正要测电流大小一般会用霍尔电流计。

  就像“高亮人家”描述的那样,如果将电荷简单比喻成河流中的水,电阻就像是一堵水坝,对水(电荷)就会形成阻碍作用,这样大坝上下就会形成高低水差,这个可以看做是电压 。所以电流可以轻松转化为电压。

  

为什么说电阻是「将电流转换为电压的元件」?电阻转换成电压?

  电阻不是将电流转为电压的元件。

  首先,电阻是当电流通过导体时,由于作定向移动的电荷会和导体内的带电粒子发生碰撞,同时也对电流起着阻碍作用,这种导体对电流的阻碍作用称为电阻。

  其次,电子线路中的电阻元件是从消耗电能的物理过程中抽象出来的理想电路元件,通常也叫负载。线性电阻的伏安特性(既欧姆定律)是:R=V/I RI=V 就是说当电路的电阻一定时,通过电阻两端的电流大小与电阻两端的电压成正比。

  最后,提问者所问的问题,应该是电阻与电压两者之间的关系。有三种情况:一,如果电路里只有一个电阻,那这个电阻与电压没有任何关系;二,如果串联电路里除了这个电阻外,还有别的负载,那就对电压有影响了,如果电阻值越大,分配到电阻两端的电压就越大;三,从本质上讲,电阻的大小只与导体的材料、截面积、长度有关。电阻阻碍的是电流,电流是定向运动的载流子,如果要使电路中通过的载流子增加,就必须增大电压,以增多载流子的数目,但电阻值的数量并没有改变。

  一个错误的问题!电流怎么转换成电压?!

  电流和电压是相互依存的。当电源能向用电器械输送电流,凭借的是电压的“压力”,如同水塔向水池送水一样。所以,请不要把电流跟电压独立分开!至于电阻在回路上的电压,是“回路电流流经该电阻所产生的电压降”!先理清这个道理,再去了解计算的问题。

  一般电阻在制造时,是在镀膜的瓷体上刻槽,呈螺旋状。改变阻值全靠刻槽的密度等。什么样电阻,其瓷体起始阻值,镀膜工艺决定。

  电阻种类多。有碳膜、金属膜、氧化膜……有线绕电阻、熔断电阻、贴片电阻……

  一般电阻在电路中会发热,并产生压降。这时,就损失一部分电能。它转化了热能。它又成了限流电阻等等。有的电阻在电路通过上拉电阻,下拉电阻,为形成一定的电压而分压。

  电阻就是想着法子阻碍电流,于是,根据电路需要,有各种电阻诞生。

  笔者没实验过。因为导电带有的是螺旋状,总疑电阻有时也有阻抗作用等。

  电子、电荷流动受阻,产生压降,发热,这是电阻的一般作用。

  伪命题。电阻只是电路中的负载,电源的能量加载在电阻上,能以电流和电压的形式对其上的电能进行计量。要说转换,倒是可以说,电阻将电能转换成热能,或光能,甚至电磁能,因为在高频信号下,普通的电阻并不是理论上的纯电阻,他除了电阻的性质,还有电容和电感的性质。

  因为电阻部份阻断了电路电流,使部份电流磁场转化为了电路电压,使电阻两端的电压升高了。电压是电场捕捉负电子能力的物理量,电压的大小与电场弦端口释放的电场波集合强度相对应,电压越高电场弦的数量越多、电场集合波越强,能捕捉的负电子数量越多、产生的电流越大。电场弦、电场波通过弦端口发射的定向电场波与来自回路地线端的自由电子互动,自由电子表面的蜂窝结构会凝聚和反射电场波,凝聚的电场波撞击在负电子的表面使负电子产生运动的去波,区域真空反作用这个去波推动电子朝向电场弦端口运动,而负电子反射的电场波撞击到电场弦端口侧边时,也会被区域真空反推使端口朝向负电子。电场弦端口捕捉到负电子后:①该电场弦转化为电磁弦,同时从剩余又凝聚的电场束横向量子发射,使电路产生磁爆;②自由电子变成了束电子在导体内做定向运动,使电路产生电流。电阻的作用是阻断束电子的运动,使束电子与电磁弦量子分离,束电子被量子力发射回地线端,同时电磁弦变为电场弦被量子力反射回高压端,在电阻的高压端重新释放电场波,使电压升高。

  电阻指阻碍电荷直线运动的一个物理量,只和指定长度上发生电荷碰撞次数p成正比,和发生碰撞的时间t成正比。而电压是指发生电荷碰撞的电荷。如果电阻写成r=pt,那么电压可以写成u=pQ,Q为电荷,电流i=u/r=Q/t.

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