¿Cómo le demuestro a mi profesor de física que agregar una batería en paralelo no duplica la corriente?

85

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Mi profesor de física dijo que la corriente a través de la resistencia es de 4 A porque cada batería tiene una corriente de 2 A si está conectada a la resistencia por sí misma, y ​​por lo tanto, ambos tienen 2 A de corriente a través de ellos, por lo que la resistencia tiene un total de 4 A a través de ella debido a la regla de unión (esta fue la explicación que dio cuando le pregunté por qué la corriente total no era 2A), sin embargo, eso no es cierto porque la corriente a través de la resistencia es 2A cuando el voltaje es 80 (estas baterías están en paralelo) , y entonces hay 1A a través de cada batería. ¿Cómo debo explicar que su lógica no funciona, ya que la corriente no se duplica cuando agrega otra batería?

Editar: Su respuesta a mí cuando le pregunté sobre la ley de ohm: cada batería proporciona 2A de corriente por sí misma, por lo que se combinan porque aparentemente, puede tratar cada circuito por separado, por lo que, según la regla de unión, las corrientes de 2A se unen para convertirse en 4A .

Abhinav Diddee
fuente
50
Pregunte si la ley de Ohm está violada en este caso "especial".
Samuel
54
@AbhinavDiddee Al final, la respuesta real es: no necesitas corregirla. Si es por un grado, entonces lucha, pero si es un error de lectura, simplemente sigue adelante. Si es solo por el hecho de tener razón, no vas a ganar nada probándolo.
Samuel
44
Aquí hay muchas respuestas complicadas, pero simplemente, su faro no se vuelve más brillante porque instala una batería más grande en su automóvil (suponiendo que tenga la misma batería de voltaje).
SteveJ
6060
@Samuel: Pero el punto de estudiar es aprender cosas, no obtener calificaciones. Ahora toda la clase está aprendiendo electrónica mal.
Matti Virkkunen
13
Y por supuesto, corrige al maestro. No hay progreso de la humanidad a menos que corrijamos los errores. Sé amable, sé respetuoso, haz que mantenga la cara, pero corrige los errores de hecho. Haz que sea algo divertido, una apuesta, realiza un experimento, como se sugiere en las respuestas.
Peter - Restablece a Monica

Respuestas:

120

Pregúntele cuál es el voltaje a través de la resistencia

Dirk Bruere
fuente
13
Tan bien desarrollado como muchas de las otras respuestas, este parece ser el enfoque más práctico.
Nat
99
Estoy de acuerdo con ésto. Es importante que el alumno asuma el rol de alumno y se comporte como tal. Los estudiantes deben hacer preguntas.
axsvl77
14
Claramente, el voltaje es de 160 V, de lo contrario, ¿cómo se sumarían las corrientes? ;-)
Phil
44
@Dirk Este es el problema con la lista de "preguntas de la red activa", de hecho. Y a veces me resulta irritante también. Pero en este caso, no me da vergüenza decir que voté por su respuesta, ya que aborda con precisión el punto principal: "¿Cómo corrijo a mi profesor de física", que es tanto un problema de habilidad interpersonal como un problema de EE. Su respuesta es en realidad mucho más que un simple comentario sarcástico, como lo describe. Y lo bueno de esto es que no afirma ni explica nada. Simplemente hace una pregunta simple. No, de verdad, eso merece algunos votos.
tenue
44
Honestamente @DirkBruere, esto tiene más sentido para mí que los demás. i = v / r. Sencillez. No hay nada más que decir.
CramerTV
95

Método 1

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. Un experimento práctico simple.

Realizar un experimento con el circuito de la Figura 1 demostraría que las fuentes de voltaje en paralelo no cambian la corriente. Debería obtener una lectura de 9 mA con una o ambas baterías en el circuito.

Método 2

Un experimento mental:

esquemático

simular este circuito

Figura 2. La caja de la batería tiene dos baterías y un interruptor cuya posición no se puede ver.

  • ¿Cuál es el voltaje terminal donde los cables salen de la caja?
  • ¿Cambia si cierro el interruptor?
  • ¿Cuál es la corriente esperada para ese voltaje?
Transistor
fuente
64
Será difícil discutir con un multímetro. Será mucho más terco que el maestro.
Transistor
99
@Transistor Desea :-(. Los maestros y los políticos pueden ser increíblemente tercos ante los hechos.
Carl Witthoft
10
@CarlWitthoft Si es una buena maestra, debería reconocer que el experimento demuestra que está equivocada. Sin embargo, si no, OP será detenido por ser un "listo".
user253751
77
Yo iría más lejos y sugeriría hacer exactamente este experimento: úsalo como una oportunidad para hacer algo con tu maestra en lugar de contra ella
Taniwha
44
¡Si! Esta es la respuesta: realizar un experimento. Evidencia irrefutable, participación estudiantil, discusión animada: el sueño de cada maestro. Y una A.
Peter - Restablece a Mónica
41

Dijo que

cada batería tiene una corriente de 2A si está conectada a la resistencia por sí misma, por lo que ambas tienen 2A de corriente a través de ellas

Derecha. Ambos circuitos tienen 2A a través de ellos.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

entonces la resistencia tiene un total de 4A a través de ella debido a la regla de unión

Pero si combinamos los circuitos anteriores en uno, obtenemos esto en lugar del circuito original.

esquemático

simular este circuito

Ambas resistencias tienen 2A a través de ellas, 4A en total.

Actualización: Por supuesto, no puede simplemente tomar dos circuitos independientes, conectarlos de la forma que desee y esperar que funcionen de la misma manera. Pero no cambiará nada si conecta algunos puntos que tienen el mismo potencial.

Ahora, una pregunta básica. ¿Cuál es la resistencia resultante de los resistores R1 = 40Ω y R2 = 40Ω conectados en paralelo?

20Ω, porque1140+140=20

por lo tanto, el circuito equivalente es más bien

esquemático

simular este circuito

berendi
fuente
3
Aunque produce el resultado correcto en este caso, no parece obvio que así es como se deben combinar los circuitos para inducir la superposición. Ni siquiera parece obvio que pueda combinar circuitos para inducir superposición.
Vaelus
Por esta superposición lógica nunca funcionaría?
DonQuiKong
55
@Values ​​De hecho, no puede simplemente replicar o dividir componentes cuando está haciendo superposición. La superposición significa considerar las fuentes de energía de forma aislada y luego sumar los resultados. Las otras fuentes de energía que no se están considerando en este momento deben permanecer en el circuito, pero no energizarlo. Por lo tanto, las fuentes de voltaje solo se comportan como fuentes de 0 V con impedancia cero (cortocircuitos); Las fuentes de corriente se comportan como fuentes de 0A con impedancia infinita (se abre).
Kaz
@DonQuiKong Superposition funciona siempre que lo haga la lógica anterior. Por ejemplo, la superposición se aplica en partes de la mecánica cuántica porque las ecuaciones básicas allí son lineales, de modo que cualquier combinación lineal de soluciones es necesariamente una solución. La respuesta anterior demuestra que no funciona en este caso particular.
Nat
3
Su método de "combinar circuitos como uno" es tan defectuoso como el del maestro. Resulta que funciona en este caso particular, porque la diferencia de potencial en ambos circuitos donde se realizan las conexiones son iguales, pero no funcionará en general.
Ben Voigt
33

Otros ya han señalado abundantemente el razonamiento equivocado del maestro. Quiero mencionar otra parte de esto donde también parece haber cierta confusión.

Todos entendemos ahora que la corriente a través de la resistencia es 2 A. Sin embargo, es incorrecto en el mundo real decir que cada batería por lo tanto suministra 1 A. El total suministrado por las dos baterías es 2 A, pero en la práctica puede ' Realmente asuma que las baterías comparten la corriente por igual.

Las baterías son bastante complejas eléctrica y químicamente, y la historia pasada importa. En el mundo real, nunca se puede asumir que dos baterías son idénticas.

Para una primera aproximación, puede pensar en una batería como una fuente de voltaje en serie con una resistencia. El voltaje es lo que causa la reacción química. Depende de la composición química exacta, que varía con el tiempo, la historia pasada, la demanda actual reciente y la temperatura.

La resistencia en serie en parte modela la facilidad con la que los iones pueden difundirse a través del electrolito de la batería, pero también incluye la resistencia de las conexiones y varía significativamente con el agotamiento de la batería.

Incluso usando solo este modelo simple de baterías, en realidad tienes este circuito:

Dependiendo de los valores de R1 y R2, y los voltajes internos exactos de la batería, la corriente suministrada por una batería en relación con la otra puede variar significativamente.

Sin embargo, la ley de Ohm todavía se mantiene, y la corriente a través de la resistencia será el voltaje dividido por su resistencia.

Olin Lathrop
fuente
44
Esta es la forma correcta de ver esto. El profesor tiene razón en el LÍMITE donde R1 y R2 son mucho mayores que R3, pero se equivocó al no mostrar R1 y R2 en el diagrama. El OP es correcto en el límite donde R3 es mucho mayor que R1 y R2. El resultado del mundo real va a estar en algún punto intermedio.
Dawood ibn Kareem
Quien haya rechazado esto, explique qué cree que está mal.
Olin Lathrop
@DawoodibnKareem, sí, eso es correcto en principio, pero la idea de un circuito donde la resistencia interna de la batería está alrededor del estadio de la resistencia de carga (y mucho más alto) parece bastante ... poco práctica. Y fuera de lugar en el nivel de educación donde la resistencia interna es completamente ignorada, como aquí. Además, gran parte del voltaje de 80 V se perdería en las resistencias internas en ese caso, por lo que la corriente de 2 A estaría lejos de ser verdadera.
ilkkachu
20

El error es la aplicación incorrecta del teorema de superposición.

El circuito no cumple los criterios para múltiples fuentes independientes. La prueba está acortando una fuente de voltaje a 0V (que a menudo se realiza en transformaciones) y se da cuenta de que cambiar el voltaje en una no debe afectar a ninguna otra (es decir, fuentes de tensión verdaderas de 0 ohmios) para ser independiente.

Tony Stewart. EE desde el '75
fuente
es solo un diagrama "lógico" y no un esquema "análogo" real. Ella estaba aplicando el teorema de superposición. investigarlo. El problema es que parece dos fuentes independientes, necesarias para aplicar el teorema, pero claramente no lo son. Para hacerlo como dos fuentes de alimentación idénticas, debe darse cuenta de que no existen fuentes de cero (0) ohmios y agregar un miliohm para satisfacer los criterios de fuentes independientes múltiples. entonces la superposición da como resultado la respuesta correcta. Si usa el modelo, entonces dice que uno es redundante mediante la reducción del modelo de "simplificación", y reduzca a 1. o use la Ley de Ohmios
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
3
Vaya, leí mal tu respuesta antes. El teorema de superposición no es aplicable para empezar. Gracias por la aclaración.
aviador
Buen punto .....
Mitu Raj
17

Dile que los pedos cerebrales están bien. Le pasa a los mejores de nosotros.

Simplemente explique que con la ley de ohm es .I=UR=8040=2 A

Para que sea , las baterías deben estar en serie.4 A

Más fuentes de voltaje iguales en paralelo = misma fuente de voltaje = misma corriente. Si no puede aceptar que se tiró un pedo, pregúntele cómo el circuito es equivalente a que las baterías estén en serie (que no lo es).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Solo muéstrale esa imagen. O envíele este enlace .

Harry Svensson
fuente
10
@AbhinavDiddee Honestamente, no es tu trabajo decirle a tu maestra cómo hacer su trabajo, si comete errores más peligrosos, entonces iría a ver a su jefe o al director para contarles al respecto y decirle que no escucharía / aceptaría Su error. Si la directora se pone de su lado, está sucediendo algo realmente interesante. - Tuve un maestro que se tiró un pedo en cada clase al menos dos veces, a veces hasta 5 veces. Todos los estudiantes dejaron de confiar en el maestro, era nuestro último año y era un curso simple, por lo que ninguno de los estudiantes se molestó en decírselo a su jefe.
Harry Svensson
66
La regla de unión de @AbhinavDiddee Kirchoff solo dice que la corriente en la resistencia debe ser igual a la proporcionada por los suministros. Parece que su proff está mezclando superposición y kirchoff.
Samuel
11
@AbhinavDiddee No tiene sentido, y obviamente está mal. Su error: las baterías no son fuentes actuales, no proporcionan corriente. Son fuentes de voltaje. (Si proporcionaran corriente, entonces cambiarían su voltaje a 160 V para mantener cada corriente a 2A. En cambio, las baterías comparten corriente. Con dos baterías sumadas, la corriente de la resistencia permanece igual, y la corriente de cada batería se corta medio.)
wbeaty
11
Aquí hay una analogía para ella. En la red eléctrica, hay cientos o miles de generadores separados, todos en paralelo. Pero no importa cuántos, su luz de 100 vatios todavía consume la misma cantidad de corriente y brilla con el mismo brillo. Si ella dice que es diferente porque es AC, ella no tiene ni idea.
DoxyLover
55
No creo que decirle a las personas que no aceptan sus errores que "los pedos cerebrales estén bien" haya funcionado.
DonQuiKong
15

Así es como se aplica incorrectamente el principio de superposición.

Cuando aplicamos el método de superposición, consideramos cada fuente de energía en el circuito de forma aislada, mientras "apagamos" las otras fuentes de energía. Luego agregamos los resultados. "Apagar" las otras fuentes de energía significa reducirlas a cero: 0V para fuentes de voltaje y 0A para fuentes de corriente.

Ahora, las fuentes de voltaje (ideales) tienen una impedancia de cero. Entonces, cuando se apagan, se vuelven cortos: un pedazo de cable ideal. Las fuentes de corriente ideales tienen impedancia infinita. Cuando están apagados y generan corriente de 0A, están abiertos.

En pocas palabras: las fuentes de voltaje que no se consideran están en cortocircuito; fuentes actuales abiertas.

El error del maestro es reemplazar la fuente de alimentación excluida, una fuente de voltaje, con un circuito abierto: literalmente, sacarla del diagrama del circuito. Eso solo es correcto para las fuentes actuales.

Sin embargo, cuando hacemos el análisis correctamente, nos encontramos instantáneamente con el problema de que la batería que estamos analizando está en cortocircuito por la que configuramos en 0V que requiere el flujo de corriente infinita. Entonces, ¿qué podemos hacer es modelar la resistencia de los cables con algunos valores insignificantes, como 0.001 para que luego estemos lidiando con una corriente finita (pero grande) a través de esas partes del circuito.Ω

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¡Ajá! Y ahora, lo que sucede es que la mayor parte de la acción actual fluye a través del divisor de voltaje R2-R3. El nodo del circuito entre R2 y R3 está sentado a casi exactamente 40 V, por lo que R1 ve 1A de corriente.

Por supuesto, el voltaje intermedio es muy sensible a que los valores de R2 y R3 sean exactamente iguales, lo cual no es realista. Esto no es un problema.

mΩ

(Para modelar esto con mayor realismo, tenemos que incluir la resistencia de la batería interna. Es decir, no reemplazamos las baterías que no estamos analizando con cortocircuitos, sino con su resistencia interna).

Por qué se aplica el razonamiento del divisor de voltaje simplificado: es porque los valores pequeños de R2-R3 inundan el valor grande de R1. Podemos dibujar el circuito de análisis así:

esquemático

simular este circuito

Cuando la impedancia a través de un divisor de voltaje es menos de veinte veces menor que su carga (regla 1:20), podemos pretender que la carga no está allí al calcular el voltaje del punto medio. Aquí la diferencia es de muchos miles, por elección deliberada de R2 y R3.

Por supuesto, en lugar de este razonamiento de atajo, podemos hacer el análisis exacto por el cual la corriente a través de R2 es igual a la suma de las corrientes a través de R3 y R1, y el voltaje del punto medio termina siendo ligeramente inferior a 40 V debido a la pequeña Efecto de carga de R1.

Kaz
fuente
Amo esta respuesta. +1
Sergiy Kolodyazhnyy
Sin embargo, una pequeña corrección: ¿no debería ser R1 en el segundo esquema 40 ohmios?
Sergiy Kolodyazhnyy
@SergiyKolodyazhnyy Sí, debería ser el mismo R1; Lo arreglé.
Kaz
3
@SergiyKolodyazhnyy Es una respuesta muy populista, calculada para confiar en el amor que se prodiga a los divisores de voltaje en este entorno.
Kaz
13

La batería no está suministrando corriente, suministra voltaje

Tu maestro está yendo mal en este punto:

cada batería proporciona 2A de corriente por sí misma

Una batería ideal no suministra una corriente fija, sino un voltaje . El voltaje es fijo . La corriente no es fija. La corriente será lo que sea consumido por el resto del circuito.

La manera fácil de explicarle es esta: cuando una batería tiene que funcionar por sí sola, debe suministrar 2A. Pero cuando tenemos dos baterías trabajando juntas, comparten el trabajo. Y así, las baterías solo necesitan suministrar 1A cada una en el segundo caso.

Ella le dará la vuelta: ¿cómo sabemos que será 2A? Porque eso es lo que esa resistencia dibujará para ese voltaje en particular. La ley de Ohm no puede ser engañada.

MichaelK
fuente
1
1A cada uno aproximadamente
Alnitak
1
Su primera línea no se lee correctamente. La batería, por supuesto, suministra corriente cuando está conectada a la resistencia. Su tercera oración es probablemente lo que está tratando de decir.
Transistor
3
@Transistor La batería no es la causa inmediata de la corriente. La batería crea una caída de voltaje a través de la resistencia. La caída de voltaje atrae corriente a través de la resistencia. La resistencia suministra una corriente a la batería tanto como la batería suministra una a la resistencia; sacar cualquiera del circuito, y no hay corriente. La corriente es una propiedad del circuito en su conjunto, no un atributo de la batería.
Acumulación
10

Obviamente, tu profesora de física no está familiarizada ni siquiera con la electrónica rudimentaria, por lo que es posible que no cambie de opinión solo con argumentos. Pero ella es profesora de ciencias, y los resultados experimentales superan todos los argumentos lógicos.

¿Qué tan práctico sería para usted tomar una demostración a pequeña escala compuesta por 2 baterías de 9V en paralelo, una resistencia adecuada (en mi vecindario, hay una gran cantidad de viejas placas de circuitos electrónicos desechadas) y un multímetro digital con una corriente adecuada (mA) escala?

En serio, si vas a enseñar electrónica en una clase de física, una buena cantidad de experimentos / demostraciones físicas sería una buena idea.

ChosunOne
fuente
Tengo que preguntar por qué el profesor está entrando en tantos detalles de la electrónica durante una clase de física. Esto parece estar en la maleza cuando hay muchos otros temas para cubrir. La patada es que no parece interesada en usar la ley de Ohm para ilustrar la lección. Tendría que estar de acuerdo en que puede ser inútil tratar de corregirla. Me gusta el enfoque de demostración, simplemente no dejes que se interprete erróneamente como una bomba como lo que sucedió en Irving, Texas. Desmóntelo y conéctelo para la demostración, luego desmóntelo nuevamente.
Kelly S. French
55
La electrónica está bajo el paraguas de la física, por lo que no me sorprende que un profesor de física esté cubriendo la electrónica. Probablemente estaría de acuerdo en que es hora de renunciar a corregir a alguien que está convencido de que tiene razón, si esto fuera una conversación en una fiesta. Pero esta es una maestra , que continuará difundiendo este concepto erróneo y obstaculizará la comprensión de cada nueva clase hasta que sea corregida. Y los maestros necesitan estudiantes que se den cuenta cuando el material está en error y se lo den a conocer. Quizás tu maestra se dará cuenta de que necesita más fundamentos en electrónica básica.
ChosunOne
3
@ KellyS.French Esto no es una gran cantidad de detalles. Está a una fuente de voltaje lejos de ser literalmente el circuito más simple posible. Las razones por las que se enseñan los circuitos eléctricos en una clase de física son porque los circuitos eléctricos son parte de la física. Y están cubiertos en el examen de Física SAT II y Física AP.
Acumulación
@Acumulación ¡Gracias! La última parte de tu comentario lo explica bastante bien para mí. Estoy bastante seguro de que la clase de física de la escuela secundaria de mi pequeña ciudad no se molestó con la electrónica, pero eso probablemente cambió con la inclusión del tema en esas pruebas, sin mencionar que han pasado décadas desde que estaba en la escuela secundaria. Tal vez esa maestra estaba en el mismo bote y se ve obligada a cubrir material que no se enseñó en su día. No hay excusa para su comportamiento, pero al menos lo hace más comprensible.
Kelly S. French
7

La lección para el profesor es que puede tratar cada bucle por separado, pero DEBE tener cuidado al usar las corrientes y voltajes correctos dentro de ese bucle. Si hay múltiples fuentes de voltaje o corriente, esta es una fuente común de error entre los estudiantes. Lamentablemente, también parece ser una fuente de error para este profesor también.

Como el ejemplo muestra claramente, la corriente que pasa a través de la resistencia es (I1 + I2). Sin embargo, si toma cualquiera de los ciclos, la ecuación es

80 - (40 * (I1 + I2)) = 0

I2 + I2 = 2A

Esa es la ecuación de acuerdo con la Ley de Kirchoff, y es la única solución de acuerdo con la Ley de Kirchoff.

En teoría, no hay nada que impida que una fuente de voltaje entregue 0.1A y la otra entregue 1.9A, que satisfaría la Ley de Kirchoff perfectamente. En la práctica, las fuentes de voltaje entregarían la mitad cada una. Pero con más reflexión, en la práctica siempre habrá alguna pequeña diferencia entre las fuentes de voltaje, y si la línea superior es un cortocircuito, ¡una fuente de voltaje conducirá una corriente infinita hacia la otra fuente de voltaje! (Esto llevaría a la discusión de las resistencias de equilibrio de corriente, si desea probar el experimento de verdad con baterías y medidores). Sin embargo, la corriente a través de la resistencia siempre será de 2A, y nunca será otra cosa que 2A.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Graham
fuente
5

Aparentemente, su maestro intuitivamente no acepta el hecho de que combinar las baterías (en paralelo) obliga a cada una a reducir a la mitad su potencia de salida. La analogía hidráulica puede ayudar.

  • Cada batería es un tanque de agua.
  • La resistencia es una tubería estrecha (flujo de salida).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Agregar una batería adicional en paralelo es como agregar un tanque a la misma altura (a diferencia de las baterías en serie, que es como apilar tanques). Agregar un tanque a la misma altura (o equivalente, ensanchar el tanque) no aumenta la presión sobre la tubería. En consecuencia, la corriente no aumentará.

Entonces, si la batería adicional no afecta el voltaje (= presión) y la corriente, ¿cuál es el efecto? Todo lo que hace es duplicar el tiempo que lleva drenar las baterías. En otras palabras, el poder sigue siendo el mismo, pero la cantidad total de energía se duplica.

Otra buena analogía es un embotellamiento; el tráfico no se acelerará al hacer que más autos se unan a la cola.

Ruud Helderman
fuente
1
Pero, ¿cómo relacionarías esto con el principio de superposición? ¿Cómo podemos analizar correctamente este sistema hidráulico, un tanque a la vez y luego combinar los resultados?
Kaz
Su ilustración muestra más resistencia de tubería en las ramas que en la sección común. Probablemente dará más corriente de agua a través de la salida con dos encabezados que con uno. ¡Engorda esas tuberías!
Transistor
@Transistor Las ramas están tomando solo la mitad del flujo, entonces, ¿por qué molestarse? colectivamente son más gordos que la salida única en la parte inferior.
Kaz
@Kaz: La segunda mitad de tu comentario es exactamente mi punto. La resistencia de la cabeza al tee se reducirá a la mitad cuando se agregue el segundo tanque, la presión en la unión del tee aumentará y el flujo aumentará. Puede ejecutar algunos números en pressure-drop.com/Online-Calculator .
Transistor
1
Como no especialista en electrónica que vino aquí a través de HNQ, ¡gracias por ese diagrama! Eso me ayudó.
ligereza corre en órbita
4

Como los otros afirmaron correctamente, ella está mezclando la regla de unión y la superposición, o las fuentes de voltaje y corriente.

Como ella ya usó la regla de unión (conocida como la primera ley de Kirchhoff [1]), agregaría la segunda ley de Kirchhoff [2] para completar la explicación. Simplificado, dice que las caídas de voltaje en cada circuito cerrado de un circuito tienen que ser iguales a las fuentes de voltaje. Entonces 40 * 2 = 80 en el bucle derecho e izquierdo. Si la corriente fuera de hecho 4A, entonces la segunda ley no se cumple con los bucles (40 * 4> 80, o 0 <80 si uno decidiera usar la caída de voltaje de la resistencia en un solo bucle).

Si eso está bien para su configuración, puede apoyar ese argumento con un ejemplo. Los componentes para una prueba directa (baterías de 1.5V, una resistencia, un multímetro pequeño) deben ser fáciles de obtener. Incluso podría usar una bombilla ("clásica", no LED) para mostrar que el brillo no aumenta si conecta más baterías en paralelo.

Sin embargo, no me acercaría a ella frente al aula. Ella puede estar estresada al ser confrontada frente a muchas personas. Tal vez formular todo el asunto como una pregunta ayudaría: "Si la corriente es 4A, ¿cómo satisface esto la segunda ley de K?".

De todos modos, creo que este es un gran ejemplo que muestra que hay que tener mucho cuidado cuando y cómo dividir los sistemas en subsistemas más pequeños. Recuerde esto, también le puede pasar a usted cuando las cosas son más complicadas (ciertamente me pasó a mí).

Referencias

Ser Jothan Chanes
fuente
2
Me gustaría acercarse a ella en frente de la clase, porque ella ha enseñado a todos los estudiantes en la clase, lo que significa que cada estudiante debe recibir la corrección. Sin embargo, tal vez podría expresarlo de una manera que parezca que es usted quien no entiende la solución y le pide que se la explique.
tubería
1
@ pipe ayer: Por supuesto, toda la clase tiene que estar informada. Pero en mi experiencia, las personas no ven la razón cuando están estresadas. Dado que ya hubo intentos fallidos de corregirla, puede ser mejor elegir un lugar tranquilo donde se sienta cómoda.
Ser Jothan Chanes
3

Este es un mal ejemplo de un problema de análisis de cicuit.

Analíticamente, este es un sistema infradeterminado. Deje que I1 e I2 sean la corriente de BAT1 y BAT2. Desde KCL, tenemos

I1 + I2 = 80/40 = 2

Una ecuación, dos incógnitas y un número infinito de soluciones.

La superposición no se puede usar, porque requiere que una de las fuentes de voltaje se establezca en cero, como resultado, el voltaje a través de la resistencia debe ser de 0V y 80V simultáneamente.

usuario28910
fuente
Agregué una línea para explicar por qué el circuito está subdeterminado.
richard1941
2

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aparentemente, es mejor seguir la lógica propuesta por el maestro y encontrar errores. Aquí, su lógica de unir dos circuitos es perfectamente correcta, pero hay un pequeño error en la implementación. Ella merece mucho menos desaprobación de lo que está recibiendo.

En un aparente ejemplo moderno temprano de leyenda urbana, la invención de la puerta de la mascota fue atribuida a Isaac Newton (1642–1727) en una historia (escrita anónimamente y publicada en una columna de anécdotas en 1893) en el sentido de que Newton hizo tontamente un gran agujero para su gato adulto y uno pequeño para sus gatitos, sin darse cuenta de que los gatitos seguirían a la madre a través del grande.

Lecturas aleatorias: filosofía y sentido común


Si alguien todavía está buscando el significado de la cita anterior, para ellos, estoy tratando de señalar que los errores son parte integral de los circuitos neuronales humanos.

tejasvi88
fuente
2
La crítica al maestro no se debe a que cometieron un error, sino a que aparentemente no lo reconocieron después de haberlo señalado.
Nat
1
Su método de "superposición" es tan imperfecto como el del maestro. Resulta que funciona en este caso particular, porque la diferencia de potencial en ambos circuitos donde se realizan las conexiones son iguales, pero no funcionará en general.
Ben Voigt
4A8A
Además, se sabe que la leyenda urbana sobre Isaac Newton y las puertas para mascotas es fraudulenta.
Nat
@Nat Gracias por evaluar mi comprensión, he arreglado el error tipográfico. Además, creo que no has leído el párrafo de Wikipedia más allá de dos líneas. Por lo tanto, es posible que desee cambiar su comprensión de disputas y fraudes.
tejasvi88
1

Un experimento mental con cajas negras. Tenemos dos cajas negras idénticas que contienen cada dos baterías con 80 V cada una. En una caja solo una de las baterías está conectada a los terminales, en la otra caja ambas baterías están conectadas en paralelo.

Tienes estas dos cajas negras, un voltímetro, un medidor de corriente y una resistencia de 40 ohmios. ¿Es posible decidir por medición qué caja es la que tiene dos baterías paralelas?

Puede medir el voltaje sin carga, sin diferencia.

Cuando mide la corriente a través de la resistencia, obtiene el resultado teórico utilizando la ley de Ohm para ambas cajas. En ambos casos, el voltaje es de 80 V y la resistencia de 40 ohmios.

No puede medir la corriente de cortocircuito utilizando solo el medidor de corriente, no hay un rango adecuado y el fusible del medidor se derretirá si lo prueba con la primera caja.

Pregúntele a su maestro qué medidas se deben tomar para distinguir las cajas. ¿Qué debería estar en una tercera caja para conducir una corriente de 4 A a través de la resistencia? ¿Qué voltaje es necesario para conducir de 4 A a 40 ohmios?

Uwe
fuente
Las fuentes actuales no perciben nada; siempre apagan la corriente sana. En el mundo real, vienen con una gran resistencia de derivación que evita que las cosas se vuelvan infinitas, como la resistencia en serie pequeña que viene con las fuentes de voltaje del mundo real.
richard1941
0

Hay fuentes de voltaje y fuentes de corriente.

Las fuentes de voltaje suministran voltaje constante.

Las fuentes de corriente suministran corriente constante.

Las fuentes de corriente detectan constantemente la cantidad de corriente que proporcionan y ajustan su salida de voltaje (para cumplir con el valor de configuración) que de acuerdo con la ley de Ohm afectará la corriente.

No se puede "bombear" corriente con voltaje constante. Es fundamental!

Si quieres demostrarle que está equivocada, entonces ve con un multímetro, 2 baterías, 1 resistencia y una placa de prueba y pídele que pruebe la duplicación actual. Pero probablemente ella no sepa cómo funciona un multímetro, así que es una pérdida de tiempo ...

La red eléctrica puede suministrar miles y miles de amperios, ¿su dispositivo

Desarrollador de fuego
fuente
0

Pregúntele qué sucede si tiene una sola batería con dos juegos de cables, luego corte la batería por la mitad para formar dos baterías separadas. Además, tenga en cuenta que una batería es más que una fuente de voltaje; Tiene una resistencia en serie pequeña. Usted sabe lo suficiente como para calcular todo si la resistencia en serie es, por ejemplo, 0.01 Ohm. (Calcule hasta 8 decimales) ¡A los ingenieros nos encantaría obtener baterías como la de su problema sin resistencia interna!

Otra idea que lo ayudará a resolver este tipo de problema es el reemplazo de una fuente de voltaje en serie con una resistencia con una fuente de corriente en paralelo con esa misma resistencia. Las fuentes de corriente en paralelo se suman, al igual que las fuentes de voltaje en serie. Para obtener más información, google "Thevenin-Norton".

richard1941
fuente
Todo esto hace que todo sea mucho más complicado. ¿Cómo se "corta una batería por la mitad"?
tubería
-17

Ella está equivocada y correcta al mismo tiempo.

Declaración 1. Si las baterías están conectadas en paralelo, la corriente se eleva (2 + 2).

Declaración 2. Si las baterías están en serie, el voltaje se eleva (80 + 80).

Ley de Ohm "(SI LA CORRIENTE ES 2A)" I = V / R. Que dice "(Tomando los valores dados)" I = 80/40 = 2A actual.

Si toma la opinión de su maestro (4A) e intenta nuevamente con V = IR.

NO SE OTORGA EN NINGÚN LUGAR (a continuación). HE ASUMIDO LA LEY DE OHM para el VOLTAJE V = 4 * 40 = 160V (AQUÍ EL VOLTAJE SE HA CAMBIADO DEBIDO A MÁS CORRIENTE).

Ella tiene razón porque las baterías están en paralelo. El valor de voltaje o resistencia debe ser correcto.

Hundal
fuente
77
Su primera declaración no es correcta. Dos baterías en paralelo pueden suministrar más corriente, pero la corriente que fluye a través de esa resistencia no cambiará, sin importar cuántas baterías agregue en paralelo.
Daniel
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@DanielGiesbrecht En realidad, dos baterías ideales no pueden suministrar más corriente.
Dmitry Grigoryev
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Lo siento, pero estás tan confundido como el profesor.
tubería
1
Esto me parece incorrecto.
Dawood ibn Kareem
1
Su respuesta correcta muestra una aplicación sabia del pensamiento progresivo, en oposición a sus críticos burgueses. Comen demasiado gluten, transgénicos, animales muertos y azúcar, y nunca han sido secuestrados por extraterrestres ni han sido vistos como Bigfoot como nosotros.
richard1941