Das Verhältnis von Macht zum Widerstand

Ich habe ein paar Diagramme erstellt, die die beiden unterschiedlichen Fälle zeigen. Die X- und Y-Achsen sind Strom und Spannung, und ich habe auch konstante Leistungskurven (V = P / I) und konstante Widerstandskurven (V = R * I) überlagert.

Macht ist$P = IV$. Sie können es nur mit dem Widerstand in Verbindung bringen, wenn Sie sich entschieden haben, einen zu reparieren und den anderen durch das Ohmsche Gesetz zu ersetzen. Das Ohmsche Gesetz besagt, dass die Spannung an einem Widerstand linear proportional zum durch ihn fließenden Strom ist, oder$V = IR$. Dies kann so angeordnet werden, dass der Strom umgekehrt proportional zur Spannung ist, oder$I = \frac{V}{R}$.

Wenn Sie davon ausgehen$I$ist konstant und ersetzen$V$mit$IR$, Sie erhalten, dass die Leistung proportional zum Widerstand ist ($P = I \cdot (I R)$). Wenn Sie davon ausgehen$V$ist konstant und ersetzen$I$mit$\frac{V}{R}$, Sie erhalten, dass die Leistung umgekehrt proportional zum Widerstand ist ($P = V \cdot \frac{V}{R}$).

Eine Möglichkeit, dies zu visualisieren, ist eine Konstantspannungsquelle (z. B. eine Batterie). Wenn ein großer Widerstand angeschlossen ist, kann sehr wenig Strom fließen, sodass sehr wenig Strom von der Batterie abgegeben wird und der Widerstand nicht zu warm wird, weil weniger Strom vorhanden ist. Wenn Sie den Widerstand verringern, fließt mehr Strom und der Widerstand wird wärmer, weil Sie die Leistung erhöht haben.

Stromquellen sind etwas schwierig zu visualisieren, aber Sie können sich eine variable Spannungsquelle vorstellen, die die Spannung erhöht oder verringert, bis der daraus fließende Strom den gewünschten Wert erreicht. Wenn Sie einen kleinen Widerstand anbringen, muss die Quelle nicht sehr hart arbeiten, um eine Strommenge zum Fließen zu bringen, so dass wenig Strom verbraucht wird. Wenn Sie einen großen Widerstand anbringen, muss die Quelle viel härter arbeiten, um den gleichen Strom zum Fließen zu bringen, daher wird viel Energie verbraucht.

Das sind zwei völlig unterschiedliche Situationen:

1. Wenn Sie die Spannung konstant halten und den Widerstand ändern, wird die Verlustleistung$P = V^2 / R$. Beachten Sie, dass dies auch den Strom ändern muss.

2. Wenn Sie den Strom konstant halten und den Widerstand ändern, ist die Verlustleistung$P = I^2 R$. Beachten Sie, dass dies auch die Spannung ändern muss.

Da es unmöglich ist, den Widerstand zu ändern und sowohl die Spannung als auch den Strom konstant zu halten, gibt es keinen Konflikt.

Für$P = I^2R$und bei einem spannungsgespeisten Stromkreis (dh einer Batterie und einem Widerstand), wenn Sie den Widerstand verdoppelt haben, halbiert sich der Strom, also nein, es ist nicht so einfach zu sagen, dass die Leistung proportional zum Widerstand ist, es sei denn, Sie sprechen von einem Konstantstromkreis.

Und wenn Sie die angewendet haben$P=\dfrac{V^2}{R}$Formel zu einer Schaltung, die mit einem konstanten Strom gespeist wird, würden Sie feststellen, dass mit zunehmendem Widerstand auch die Leistung zunehmen würde.

Sie müssen die am besten geeignete Formel auswählen, aber wenn Sie verstehen, was wirklich passiert, können Sie beide Formeln verwenden.

siehe, es gibt kein Konzept, dass R direkt proportional zu P ist. gemäß den Gleichungen P--I2R und P--V/RR scheinen direkt proportional zu sein, aber das ist nicht so, dass R als Substitution steht und konstant ist, es steigt nicht oder Leistung verringern, es ist nur konstant

aber in der zweiten Gleichung steht es als proportionale Größe und wirkt sich somit indirekt auf die Leistung aus

hoffe es hat dir geholfen

Vergleichen$\eqref{1}$Und$\eqref{2}$, wir bekommen

Quadratwurzel auf beiden Seiten

und Entfernen der Widerstandskonstante

Wenn also der pd direkt proportional zum Widerstand ist (nach dem Ohmschen Gesetz), kann die Leistung gleichzeitig sowohl direkt als auch umgekehrt proportional zum Widerstand sein.

Ich glaube, Sie verwechseln Macht mit Arbeit. Arbeit ist die umgesetzte Energiemenge, z. B. erzeugt Widerstand aus Druck oder Spannung Wärme. Das ist eine Wärmemenge. Leistung ist die Geschwindigkeit, mit der diese Wärme erzeugt wird, oder wie schnell.

Zum Beispiel verbrennt das Gehen von einer Meile 350 Kalorien, aber es dauert 30 Minuten. Eine Meile zu sprinten verbrennt ebenfalls 350 Kalorien, dauert aber nur 5 Minuten. Sprinten erfordert 6-mal mehr Kraft, obwohl die gleiche Menge an Arbeit geleistet wurde. Energie besteht also aus zwei Dingen: erzeugte Wärme oder verbrauchte Energie und Zeit.

Der Widerstand eines Objekts ist weder aufgewendete Energie noch eine Zeitspanne. Widerstand hat also an und für sich keine Beziehung zur Arbeit oder zum Zeitintervall. Keine dieser Einheiten ist für sich genommen kompatibel. Das ist, als würde man die Druckfestigkeit von Stahl mit dem Siedepunkt von Wasser vergleichen. Sie messen zwei völlig verschiedene Dinge. An und für sich haben sie keine Beziehung. Sie fügen jedoch eine bedingte Komponente hinzu, die beide gemeinsam nutzen können, und die vergleichenden Änderungen für jede Dose können eine Verbindung herstellen. Fügen Sie der Mischung beispielsweise eine variable Komponente hinzu, z. B. das Hinzufügen eines elektrischen Stroms sowohl zum kochenden Wasser als auch zum Stahl, und messen Sie dann die Stahlfestigkeit und den Siedepunkt, um festzustellen, ob sich dadurch eine oder beide ihrer Messungen ändern. Jetzt haben Sie einen Vergleich, den Sie anstellen können, nicht direkt miteinander,

Nehmen wir an, das Hinzufügen von elektrischem Strom zum Wasser senkt seinen Siedepunkt, und das Hinzufügen des gleichen elektrischen Stroms verringert die Festigkeit des Stahls. In Bezug auf den elektrischen Strom kann man sagen, dass sowohl der Siedepunkt von Wasser als auch die Festigkeit des Stahls direkt proportional sind, da beide sinken. Nun, das ist nicht real, aber es zeigt Ihnen, wie sich die Beziehung zwischen zwei Maßeinheiten ändern kann.

Gleiches gilt für den Widerstand eines Mediums und die von ihm erzeugte Wärmerate. Der Widerstand ist eine statische Messung, die auf den Eigenschaften einer Materialkomponente basiert. Die Leistung ist eine dynamische Messung, die auf den Bedingungen oder mehreren Komponenten, (Menge an elektrischem Strom pro Sekunde) Ampere und (Differenzladung des Leiters) Spannung basiert.

Ich hoffe, dass dies eine bessere Konzeptualisierung ist, als nur Formeln herumzuspringen.

Ich kann einfach sagen, dass in der ersten Gleichung P = V ^ 2 / R die Leistung umgekehrt proportional zu R ist, da es sich um eine Parallelschaltung handelt. Denken Sie daran, dass die Spannung in einer Parallelschaltung durchgehend konstant ist. (Und wir haben V in der Gleichung) Und in der zweiten Gleichung P=I^2R. P ist direkt proportional zu R, weil es sich in einer Reihenschaltung befindet. Denken Sie daran, dass der Strom in einer Reihenschaltung konstant ist ... (Und wir haben auch I in der Gleichung) Hoffe, es hilft ... :)