Einzelne parallel zum Leiter geschaltete LED leuchtet nicht

Ok, gehen wir Schritt für Schritt Wittgensteins Leiter hinauf .

Schritt 1:

• Strom ist faul und nimmt immer den Weg des geringsten Widerstands.

Angesichts der Schaltung:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Damit der Strom von Punkt A nach Punkt B gelangt, fließt er direkt durch den einfachen Draht, anstatt den schwierigeren Weg durch die LED zu nehmen. Es fließt also kein Strom durch die LED, sondern direkt vorbei.

Schritt 2:

• Kirchhoffs aktuelles Gesetz:

An jedem Knoten (Verbindung) in einem Stromkreis ist die Summe der Ströme, die in diesen Knoten fließen, gleich der Summe der Ströme, die aus diesem Knoten fließen

Ok, aber auf der Schaltung oben sind Punkt A und Punkt B direkt miteinander verbunden, also sind sie tatsächlich derselbe Punkt. Die Schaltung ist im Grunde die gleiche wie:

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

(Stellen Sie sich vor, das kleine Link-Bit ist nicht da - der Editor lässt Sie keine diagonalen Linien machen).

Der Strom I, der hineinfließt, muss gleich dem Strom I sein, der aus Punkt A herausfließt. Wenn also alles, was hineingeht, direkt hinausgeht, ist nichts mehr übrig, um zur LED zu fließen.

Schritt 3:

• Drähte sind nicht perfekt.

Kein Draht hat einen absoluten Nullwiderstand. Das gleiche mit Steckbrettern. Die eigentliche Schaltung sieht also eher so aus:

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Ok, also haben wir eine feste Spannung$V_{CC}$. Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass dies der Fall ist. 5V. Die LED hat einen festen Durchlassspannungsabfall. Nehmen wir aus Gründen der Argumentation an, dass es 2 V sind.

OK. Nehmen wir zunächst die LED aus der Schaltung und berechnen einfach die an den Widerständen R1, R4 und R5 abfallenden Spannungen.

Der Gesamtwiderstand für diesen Abschnitt beträgt 100,002 Ω (addieren Sie sie einfach). So würde der Strom durch sie sein$\frac{5}{100.002} = 49.999mA$.

Daher wäre die über R4 abfallende Spannung$0.049999 \times 0.001 = 49.999{\mu}V$.

Wenn Sie jetzt die LED über diesen Widerstand anschließen, erhält sie nur 49,999 µV, was erheblich weniger als die erforderliche Durchlassspannung ist, die zum Einschalten erforderlich ist. Es leitet also nicht, da es nicht eingeschaltet ist, sodass der Strom durch die Widerstände R2 und R3 Null ist.

Jetzt gibt es weitere potenzielle Stufen in Wittgensteins Leiter, aber von hier aus gelangen wir in die Bereiche der subatomaren Physik und sogar der Quantentheorie, also belassen wir es vorerst dabei.

Schauen wir uns diese Schaltung noch einmal an:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Ich sehe ein Netzteil, einen Widerstand und eine LED. Sie wissen, was all diese Komponenten tun. Aber das ist nicht der ganze Schaltplan. Es gibt Linien. Weißt du, diese Dinge:

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Was bedeuten diese Dinge? Lemma: Sie bedeuten, dass alles, was eine Leitung berührt, die gleiche Spannung hat.

"Was, nein! Das sind Drähte!", höre ich dich denken. OK, was ist der Unterschied zwischen einem Draht und einem Widerstand? Nicht viel: Ein Draht hat nur einen sehr geringen Widerstand. Sie können Tabellen finden, die den Widerstand pro Länge für Standarddrahtstärken angeben. Drähte sind also nur sehr kleine Widerstände.

Betrachten Sie nun das Ohmsche Gesetz:

Sagen wir einfach, wir haben 1A, das durch einen 10kΩ-Widerstand geht. Wie hoch ist die Spannung an diesem Widerstand?

Was passiert, wenn der Widerstand viel kleiner wird? Sprich, 1Ω?

Die Spannung wird kleiner. Je kleiner der Widerstand, desto kleiner die Spannung. Wenn sich der Widerstand 0 Ω nähert, nähert sich die Spannung 0 V, unabhängig vom Strom. Mathematisch:

Die Linien in einem Schaltplan sind idealisierte Drähte, die keinen Widerstand haben. Somit ist die Spannung an ihnen immer Null. Sie verwenden tatsächlich echte Drähte, die einen gewissen Widerstand haben, aber er ist vernachlässigbar klein.

Schauen Sie sich den Schaltplan noch einmal an. Beide Seiten der LED berühren denselben Draht, sodass an der LED keine Spannung anliegen kann. Es kann also nicht leuchten.

Wow !

Unter der Annahme, dass die Kontakte des Steckbretts perfekt sind, gibt es keine Spannung zwischen den LED-Anschlüssen, also gibt es keinen Strom, keinen Strom, kein Licht. I1=0.

Natürlich gibt es einen winzigen Widerstand, sodass Sie bei einer sehr hohen Eingangsspannung möglicherweise einige Photonen sehen, die emittiert werden, bevor das Steckbrett gebraten wird, aber, meh!

In Ihrem dritten Foto schließen Sie Ihre Stromversorgung kurz. Hoffe, es ist geschützt (nicht nur eine Batterie)!

Auf dem zweiten und dritten Foto sind beide Pins der LED mit demselben Metallstreifen im Steckbrett verbunden, sodass an der LED keine Spannung anliegt - daher kein Licht.

In Ihrem Schaltplan zeigen Sie die beiden Leitungen der LED, die miteinander verbunden sind, sodass sie die gleiche Spannung haben. Wieder keine Spannung über der LED, also kein Licht.

obwohl die Steckverbindung einen minimalen Widerstand hat

Es ist wichtig, den Unterschied zwischen „kein Widerstand“ (ein Kurzschluss) und „unendlicher Widerstand“ (ein offener Stromkreis) zu erkennen. Sie sind nicht gleich; Tatsächlich sind sie Gegensätze. „Kein Widerstand“ bedeutet nicht „es kann kein Strom fließen“.

Ich habe das gleiche Steckbrett hier. Das erste Bild macht Sinn, so sollte eine LED angeschlossen werden. Im zweiten Bild ist alles außer einem Ende des Widerstands und dem Plus in Reihe 6 eingesteckt, so dass beide Pins der LED dieselbe Verbindung berühren. Im dritten Bild ist alles an die positive Verbindung angeschlossen, also verkürzen Sie es im Grunde in den 2 nicht funktionierenden Beispielen.