Perché i circuiti sono considerati loop?

Quindi, so che quando parli di qualcosa come un circuito che include una batteria, un circuito assomiglia a un circuito, ma questo è semplicemente dovuto al fatto che l'alimentatore è fisicamente vicino all'uscita.

Tuttavia, questo non deve essere il caso, giusto? Le batterie sono autosufficienti perché è conveniente, ma è possibile scaricare una fonte di alimentazione collegandola a QUALSIASI endpoint caricato positivamente, se capisco questo diritto.

I circuiti sono quindi considerati circuiti solo perché è conveniente pensarlo in quel modo? Dato che un fiume non può scorrere in un cerchio, né l'elettricità può funzionare perché potrebbe raggiungere un potenziale zero netto, quindi non significa movimento!

La maggior parte dei circuiti sono considerati circuiti poiché la carica nei materiali conduttivi tende ad equalizzare le differenze di potenziale elettrostatico in modo relativamente rapido. Prendi un filo lungo / asta per esempio. Diciamo che puoi aggiungere elettroni su un lato di esso. All'inizio inizi con 0 elettroni. Quando aggiungi il primo elettrone, non c'è nient'altro in giro, quindi può andare praticamente ovunque. Quando aggiungi il secondo elettrone, spingerà il primo elettrone il più lontano possibile per cercare di creare un bilanciamento di carica nell'asta. Questo primo movimento di elettroni è in realtà una piccola corrente e il suo movimento potrebbe essere usato per estrarre lavoro da esso (perché ci voleva del lavoro per aggiungere il secondo elettrone al sistema). L'aggiunta di un terzo elettrone spingerà il secondo elettrone al centro. Il secondo elettrone Il movimento è la metà del primo, quindi è possibile estrarre solo metà della quantità di lavoro. Il primo elettrone si trova dall'altra parte e non si è mosso a questo punto. Se continui ad aggiungere elettroni all'asta ad un'estremità, il movimento degli altri elettroni sarà sempre meno. Presto sarai a migliaia di volt e non sarai in grado di estrarre alcun lavoro da esso perché non c'è semplicemente nessun posto dove gli elettroni possano andare.

Invece, se prendessimo gli elettroni da un lato e lo aggiungessimo all'altro? Ora, ogni elettrone a cui lo fai farà sì che tutti gli altri elettroni si muovano in risposta in una direzione della stessa quantità. Ora puoi estrarre una quantità uniforme di lavoro dal sistema per ogni elettrone che sposti. Ma cosa hai fatto? Hai creato un ciclo con la tua mano che muove singoli elettroni alla volta. Questo è il motivo per cui la maggior parte dei circuiti utilizza un loop. C'è qualcosa che spinge gli elettroni in una (o forse entrambe) direzione. Nel tuo caso, è una batteria, ma i generatori e vari altri metodi possono essere utilizzati per "pompare" gli elettroni per estrarre il lavoro da essi in una posizione diversa.

Puoi pensare a una batteria come a una pompa elettronica, sposta chimicamente gli elettroni dal terminale positivo a quello negativo in modo da mantenere una certa "pressione elettrica" ​​(Questo è ciò che i primi ragazzi chiamavano potenziale differenza in alcuni vecchi libri, ed è non è un cattivo modello).

Per far sì che questa cosa faccia qualcosa di utile è necessario fornire un percorso per il flusso degli elettroni che accade per usare gli elettroni in movimento per svolgere una sorta di compito interessante [1]. Questo potrebbe essere il riscaldamento di un filo sottile per fare luce o l'alimentazione di qualche altra reazione elettrochimica per ricaricare un'altra batteria o la creazione di un campo magnetico in un motore o altro. Questo percorso deve essere chiaramente un ciclo se si desidera che il sistema funzioni più di molto brevemente (si pensi a nano secondi).

Nota che in nessun momento si fa menzione di messa a terra o simile, tutte le tensioni sono misurate in relazione a qualche punto arbitrario nelle tue azioni e affinché quella tensione per fare qualcosa di utile deve esserci un circuito per far fluire la corrente [2].

Il terreno è una di quelle parole davvero maleducate che significa almeno 3 cose diverse in un modo fortemente dipendente dal contesto, per ora ignora.

[1] Gli elettroni in un conduttore di rame a qualsiasi tipo di corrente con cui vuoi giocare si muovono in media molto lentamente, pensa meno di un mm al secondo, ma un filo è come un tubo pieno di cuscinetti a sfera, si inserisce uno alla volta fine, uno sporge l'altro molto più veloce di qualsiasi palla si muova effettivamente lungo il tubo.

[2] Sì, lo so, cancelli di memoria flash, lenti elettrostatiche, stampanti laser, ogni sorta di lievi eccezioni, ma per ora rotola con esso.

Scusa no. Una batteria o qualsiasi alimentatore deve, a lungo termine, rimanere elettricamente neutro. Le forze di ripristino sulla carica separata sono molto grandi e la separazione permanente della carica su scala circuitale semplicemente non accadrà. Ciò significa che se la corrente fluisce da un terminale, deve fluire attraverso un altro. Il più vicino a un'eccezione è un microfono a elettrete, che contiene cariche permanentemente separate, ma non molto.

Un circuito DEVE essere un circuito. Quando il circuito è chiuso, la corrente scorre attraverso il carico. Quando il circuito è aperto, il circuito è spento.

Forse puoi presumere che la tensione sia la "forza" che spinge le cariche a fluire nel circuito. La corrente è quel flusso per unità di tempo.

Senza loop, non c'è corrente.

... ma è possibile scaricare una fonte di alimentazione collegandola a QUALSIASI endpoint caricato positivamente, se capisco questo diritto.

No. Guarda la conservazione dell'energia e la conservazione della carica . Se scarichiamo cariche da un punto potenziale positivo, le cariche DEVONO ritornare attraverso un punto di riferimento (terminale negativo di batteria, GND, ecc.), Cioè flusso in un circuito chiuso.

Credo che ci sia una risposta più generica e dovremmo pensare alla corrente e non alla tensione.

Tutti i circuiti devono seguire la Legge di Kirchoff, fondata sulle equazioni fondamentali di Maxwell che descrivono come scorre la corrente in qualsiasi media.

Se un nodo non è collegato (tramite qualsiasi supporto a qualsiasi frequenza), non può far parte dei circuiti. Al contrario, qualsiasi nodo collegato in qualche modo fa parte del circuito.

La Legge di Kirchoff può essere semplicemente formulata come "La somma delle correnti in qualsiasi circuito è zero", cioè per ogni uscita di corrente (in questo caso la chiameremo corrente positiva) da un nodo una somma combinatoria identica e opposta (negativa) di correnti deve inserire lo stesso nodo.

Se si porta a una conclusione logica, tutti i nodi devono essere collegati in uno o più loop affinché la somma nel circuito sia zero. Tutti gli aspetti negativi e positivi devono annullare esattamente.

Hai in parte ragione, in quanto gli elettroni si sposteranno da un potenziale a un potenziale più elevato. Quindi potresti pensare che se avessi una tensione in un punto nello spazio A con un filo che corre verso un altro punto nello spazio B elettroni scorreranno attraverso il filo.

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Tuttavia, la tensione da sola non significa nulla. Una tensione è una differenza di potenziale tra due punti.

^{simula questo circuito}

Cioè, è necessario un punto di riferimento comune per affermare effettivamente le tensioni in primo luogo. Quindi finisci con un ciclo, con una certa resistenza, che ti piaccia o no.

Tuttavia, ciò solleva anche un altro punto. Nel circuito sopra, anche senza il filo di riferimento, c'è ancora una certa resistenza tra i lati negativi delle fonti di tensione, anche se enorme. Come tale, hai un anello e una piccola corrente scorrerà nel filo, anche se potrebbe essere troppo piccola per poterla misurare.

È anche importante separare la nozione di corrente dalla nozione di movimento di elettroni. La corrente è una rappresentazione astratta mentre il movimento degli elettroni è un fenomeno fisico. Diciamo che i circuiti di corrente attraversano la batteria o il condensatore, ma in realtà gli elettroni no. Piuttosto, un numero uguale di elettroni li esce così come entrano dall'altra parte. Questa differenza è sottile, ma importante.

La corrente è un flusso di portatori di carica elettrica, generalmente elettroni o atomi carenti di elettroni.

se prendiamo una batteria: il flusso di corrente in anello chiuso che è una corrente elettrica

ma qualcuno mi dice OK, ma cosa succede quando tocchi un positivo del siero di latte, siamo bloccati,

bene la risposta è molto semplice: la persona fa un circuito chiuso con la terra per far fluire gli elettroni nel suo corpo, ma l'uccello non è scioccato perché non fa un circuito chiuso

un circuito che include una batteria, ... Sembra un loop

E ' È un ciclo. L'elettrolita di una batteria è un buon conduttore , un corto circuito.

Forse hai l'idea sbagliata che le batterie "alimentino la carica" ​​o che la corrente attraverso l'elettrolita sia pari a zero ampere? No, non funziona così. Le batterie si comportano come cortocircuiti, resistenza interna molto bassa e un semplice circuito con una batteria è un circuito chiuso.

Le batterie non forniscono alcun addebito ai circuiti. La carica fluente proviene dal rame stesso, dall'elettrone-mare del metallo.