这个问题对你们大多数人来说可能听起来很容易,但对我来说,它仍然是一种魔法:)
考虑到我所知道的一切,我猜电池有两个方面:
- 一个“发射”电子的(任何技术术语?)
- 一种“缺乏”电子的
那么,当我将两个电池串联时,它们的电压怎么会加起来呢?对我来说,听起来像是来自一个的电子应该直接在另一个的质子之间流动。
显然那里一定有某种黑魔法;)你们中的一个巫师能给我解释一下吗?
这个问题对你们大多数人来说可能听起来很容易,但对我来说,它仍然是一种魔法:)
考虑到我所知道的一切,我猜电池有两个方面:
那么,当我将两个电池串联时,它们的电压怎么会加起来呢?对我来说,听起来像是来自一个的电子应该直接在另一个的质子之间流动。
显然那里一定有某种黑魔法;)你们中的一个巫师能给我解释一下吗?
电池或电池本质上是一个充电“泵”。现在,为了帮助您对问题的答案形成直觉,回到液压类比。
两个水泵并联可以产生两倍的水流量(理想情况下)。
两个串联的水泵可以产生两倍于一个(理想情况下)的压力(或扬程)。
我明白为什么这感觉像是黑魔法,因为离开一个电池阳极的电子似乎只是进入下一个电池的阴极,而且似乎没有理由让电压加起来。
但是,让我们从不同的角度来看它。假设您有一个电压为v0的电池A。电池A是电路中唯一带有电阻器R的电池。电阻R 的电阻非常高,以至于电池A几乎无法通过电路产生微小的电流。v0不足以通过电阻器R产生大量电流。
但是现在,假设您将电池B和电池C串联到电池A中,电阻R也仍在电路中。电池B和C的电压也为v0。
在每个电池中,在一个闭合电路中,一个电子确实想离开阳极,而另一个电子从导线进入阴极。当我们刚刚将电池A连接到电阻器R时,它的电压v0不足以实现这一点,记得吗?但是现在,所有 3 节电池串联,不仅电池A 的电压想要自然地将电子推离其阳极,而且电池B 的阴极也对电池A阳极的电子施加拉力!并且只有v0的电压,电池B如何能够从其阳极放弃一个电子,以便它可以在其阴极从电池接收一个电子一个?因为它也感觉到来自电池C的阴极,来自电池C 的 v0的拉力!最后,您猜对了:电池C愿意从其阳极放弃一个电子以在其阴极接受一个电子(仅具有低的、单独的电压v0),因为它也感觉到来自电池A 的阴极的拉力!没有第一个或最后一个,这一切都发生在一次,就像一个链条。您现在是否看到每个电池复合产生更高电压(也就是更高的动力,或拉/推电子流动)的效果?此外,假设电阻器R在电池C和A之间。那部分真的不重要。
多余的电子是不稳定的,想要填充可以接受电子的原子。多余的电子被加载到电池的负极并储存起来,因为电解液不允许它们到达可以被接受的正极。在 neg 和 pos 之间必须有一个导体才能让它们流动,否则它们会留在那里,存储到它们慢慢泄漏并且两者之间不再存在电位(差异)。当您串联添加两个电池时,会添加电位(电压),因为由于每次通过相同的电压(电位)移动相同的电荷两次,所以完成的总功为 2 * V,但电流保持不变。并行地,电荷通过任一电池移动一次,因此电池的电压不会增加,而是使用两个电池,充电可以进行两次运动,因为两个电池都允许两次运动,因此电流加倍。有点像河流和水坝。每个电池都是一定高度(电位)的墙,水就是电流。每个电池(墙)只能让这么多的水通过。主要的大河分成两条河,每条河上都有一个水坝,允许两倍的水(电流)在相同的水高(电压)下通过。然而,如果你将水坝堆叠起来,那么它们只会允许与一个水坝相同的水量,并且水量将是高度(电压)的两倍。每个水坝(电池)只能提供这么多的水,必须连接回水坝的空部分,因为它是一个密封的水系统,所以除非水回来,否则水不能流动。
以下是我的看法,大家说说你的看法。
让我们从物理学的角度来思考这个问题。
能量守恒定律:孤立系统的总能量是恒定的;能量可以从一种形式转变为另一种形式,但既不能创造也不能破坏(维基百科)
我将直接进入公式
电势或 V =-W/q = U/q 是每单位电荷所做的功或者是每单位电荷的电势能量
因为我们已经知道电池的电势
电势能或 U = qV,这将是离开负极端的电子所携带的势能
现在让我们把三个电池串联起来说,A,B,C。这样A的(-)连接B的(+),B的(-)连接C的(+)和C的(-)连接一个连接 A 的 (+) 的电阻器。全部为 1.5 V
当一个势能为 U 的电子通过电阻器时,它的部分势能转移到电阻器上,假设电阻器将转移的能量作为热量耗散,通过电阻器后电子的势能必须减小(首先热力学定律)。
但问题是,通过电阻的电子的势能 U 值是多少?
这是我的理论(可以这么说)
甲到乙
当电子从 A 的负极离开并进入 B 的正极时,它们的势能 U 为 qV。这个势能必须转移到电池 B.
现在 B 中的势能不再是 U = qV,而是 U = qV + Ua,其中 Ua 是进入 B 的电子传递的势能。
由于 Ua = qV,那么 B 中的势能增加到 U = qV + qV = 2(qV) = q(2V)
B到C
当电子从 B 的负端离开进入 C 的正端时,它们的势能 U 为 q(2V)。这种势能必须转移到电池 C.
现在 C 中的势能不再是 U = qV,而是 U = qV + Ub,其中 Ub 是进入 C 的电子传递的势能。
由于 Ub = q(2V),那么 C 中的势能增加到 U = qV + q(2V) =q(3V)
C到A
最后,当电子从 C 的负极离开并进入 A 的正极时,它们的势能 U 为 q(3V)。
这是流过电路的电子所携带的势能。
由于 V = U / q,您认为 C 和 A 之间的电压为 V = q(3V)/q = 3V = 3*1.5 ... 与 1.5+1.5+1.5 相同
告诉我你的想法伙计们,我也在努力理解这些东西......干杯