Verstehen der physikalischen Bedeutung und Auswirkung von Spannungs- und Stromabweichungen

Bei Wechselstrom können Induktivitäten und Kondensatoren vorhanden sein, die dazu führen, dass Spannung und Strom nicht mehr synchron sind.

Am Anfang hing ich fest, denn wie kann es sein, dass erst Spannung und dann Strom anliegt? Jetzt wurde mir klar, dass es nicht der Strom oder die Spannung selbst ist, was vor oder nach dem anderen geht.

Es ist die Art und Weise, wie die Werte steigen und fallen, was nicht synchron ist.

Sowohl Spannung als auch Strom beginnen gleichzeitig genau zur gleichen Zeit zu existieren, aber ihre Werte nehmen zu, fallen ab und sind zu unterschiedlichen Zeiten Null.

Das hat meine Ideen sehr verdeutlicht, aber ich habe Mühe, mir vorzustellen, was wirklich in jedem Fall vor sich geht.

Ich denke, das lässt sich wie folgt aufschlüsseln:

• Der Effekt, dass die Spannung größer ist als der Strom.
• Der Effekt, dass die Spannung niedriger ist als der Strom.
• Der Effekt, eine beliebige Spannung und keinen Strom zu haben.
• Der Effekt einer Nullspannung und eines beliebigen Stroms.

Abgesehen von diesen Fakten muss man sich auch damit befassen, was mit positiven und negativen Werten passiert, die sich wie folgt aufschlüsseln lassen:

• Der Effekt von entgegengesetzter Spannung und Strom.
• Der Effekt von Spannung und Strom in gleicher Richtung.

Könnte jemand bitte einige Analogien oder vereinfachte Ansichten liefern, wo die Auswirkungen davon verstanden werden können?

Natürlich sind Analogien möglicherweise nicht 100% genau oder vereinfachen die Dinge, aber es ist besser, ein einfaches Verständnis zu haben als gar keins. Was bedeutet: Jede schlüssige Erkenntnis wird hoch geschätzt.

Um dies nicht zu einer faulen Frage zu machen, werde ich erklären, was mir meine Intuition sagt:

Der Effekt, wenn die Spannung größer als der Strom ist:

Hohe Spannung und niedriger Strom bedeuten, dass eine gewisse Kraft den Strom zurückdrängt. Es könnte auch sein, dass in der Schaltung nur eine geringe Ladungsmenge verfügbar ist.

Die Auswirkung einer Spannung, die niedriger als der Strom ist:

Niedrige Spannung und hoher Strom bedeuten, dass es eine zusätzliche Kraft gibt, die dem Strom hilft, schneller zu fließen.

Der Effekt einer beliebigen Spannung und eines Nullstroms:

Ich kann das nicht verstehen. Der einzige Weg, dies zu erreichen, besteht darin, eine Barriere zu haben, die es Ladungsträgern nicht erlaubt, diese Barriere zu überqueren.

Der Effekt einer Nullspannung und eines beliebigen Stroms:

Strom hat keine Motivation zu fließen, wenn keine Spannung vorhanden ist. Dies könnte nur passieren, wenn eine Art Trägheit vorhanden ist.

Der Effekt von entgegengesetzter Spannung und Strom:

Das ist noch verrückter. Die Spannung drückt die Ladungen von A nach B, aber sie entscheiden sich einfach dafür, von B nach A zu gehen. Irgendetwas muss dieses umgekehrte Verhalten verursachen.

Der Effekt von Spannung und Strom in gleicher Richtung:

Das scheint ganz normal zu sein.

Vereinfachte Schlussfolgerung:

Mein Gehirn explodiert, wenn ich versuche, das alles zusammenzufügen.

Aber das ist, was es versteht (können Sie bitte die falschen Affirmationen korrigieren?):

Spannung ist das, was tatsächlich an der Quelle erzeugt wird (z. B. ein Magnet, der in eine Spule hinein- und herausgeht).

Der Stromfluss ist die Folge der Spannung (und niemals umgekehrt).

Die Tatsache, dass der Magnet reibungslos ein- und ausgeht, erklärt die sinusförmige Form von Wechselstrom.

Sanft rein von -max bis max, Stop, sanft raus von max bis -max.

In einer einfachen Schaltung mit einem Widerstand würden sowohl Spannung als auch Strom zusammengehen.

Wenn ich einen Kondensator einführe, der die Ladungen speichern kann ... "stiehlt" er den Strom für eine Weile, bis er gerade aufhört zu "klauen" (= voll ist). Das würde die Strömung verschwinden lassen oder irgendwann aufhören, hat aber anscheinend nichts mit den oben gezeigten Wellen zu tun.

Wenn ich einen Induktor einführe, der den Ladungsfluss stoppt, bis ein Magnetfeld erzeugt wird, "drückt" er die Ladungen zurück, bis sie einfach weitermachen. Das würde Strom und Spannung irgendwann wieder synchronisieren, aber es bezieht sich anscheinend nicht auf die oben gezeigten Wellen.

Wenn ich sowohl einen Kondensator als auch eine Induktivität einführe, könnte es so aussehen, dass nur einer von beiden vorhanden ist. Wer „größer“ ist, gewinnt. Und sein Verhalten könnte durch das Verständnis der vorherigen verstanden werden.

Dies ist eine weit gefasste Frage, aber ich denke, dass ich sie nur so stellen kann, da dies das große Ganze ist und es keinen Sinn macht, sie in viele kleine getrennte Fragen zu zerlegen.

Danke für Ihre Aufmerksamkeit.

Bildquelle : wikiwand.com