Was verstehe ich in elektrischen Schaltungen in Bezug auf Spannung / Strom / Widerstand falsch?

Ich gehe mal auf deinen Fehler ein:

Die Quelle gibt 1 Ampere Strom eine "Fähigkeit" von 3 Volt.

Komischer Begriffsgebrauch, aber okay. In meinen Worten sind 3 Volt pro Ampere dasselbe wie 3 Ohm zu sagen.

Der erste Widerstand verursacht einen Spannungsabfall von 2 V.

Jawohl. Es sind 2 V Antriebskraft erforderlich, um einen Strom von 1 A durch einen Widerstand von 2 Ohm fließen zu lassen.

Jetzt hat dieses Ampere nur noch 1 Volt "Fähigkeit".

Jetzt sind Sie „okay“, aber beginnen, sich auf dünnes Eis zu begeben. Aber ja, es bleibt 1 Volt Potentialdifferenz übrig und alle 1 A Strom, die an dieser Stelle angekommen sind, müssen dann auch diese Stelle verlassen. Und dazu muss es nur einem verbleibenden Ohm Widerstand gegenüberstehen.

Der Strom erreicht den Ast. Es teilt sich gleichmäßig auf, 0,5 A gehen an jeden Zweig.

Ja. Die verbleibende Potentialdifferenz (1 V) kann an einem 2 Ohm Widerstand nur noch 0,5 A verursachen. Glücklicherweise gibt es zwei dieser Widerstände, so dass glücklicherweise der gesamte eingehende Strom angesichts der verbleibenden Potentialdifferenz einen ausgehenden Weg finden kann, um sich zu bewegen.

Aber der Widerstand der Widerstände in parallelen Zweigen beträgt 2 Ohm, und ich habe nur noch 1 V pro Ampere!

Hier springen Sie plötzlich die Spuren. Ein Volt pro Ampere bedeutet ein Ohm. Das ist was es bedeutet. Und es stellt sich heraus, dass es auch dort nur ein Ohm gibt. Gute Sache.

Lassen Sie mich Ihre Aussage umschreiben: "Aber der Widerstand der Widerstände in parallelen Zweigen beträgt 2 Ohm, und ich habe nur 1 Ohm!"

Ich habe da kein bisschen die Bedeutung verändert. Es sagt genau das aus, was du gerade geschrieben hast. Aber jetzt können Sie sehen, dass es einen Konflikt gibt. Sie sagen gleichzeitig, dass es 2 Ohm und 1 Ohm gibt. Und das ergibt keinen Sinn.

Tatsache ist, dass zwischen den beiden betrachteten Punkten 1 Ohm liegt, nicht 2 Ohm. Ja, es gibt zwei galvanische Pfade und jeder dieser Pfade repräsentiert 2 Ohm pro Stück. Und der Strom wird für jeden dieser beiden Pfade nur 0,5 A betragen, wie es sein sollte. Aber das kombinierte Ergebnis ist immer noch 1 Ohm und der kombinierte Strom wird immer noch 1 A sein.

Sie müssen nur Ihre mentalen Modelle korrigieren.

Hinsichtlich:

Nicht nur das, mein Strom, der durch den Widerstand fließt, beträgt nicht einmal mehr 1 A, jetzt sind es nur noch 0,5 A, was bedeutet, dass er nur noch 0,5 V "Fähigkeit" übrig hat! Also, was ist hier los?

Sie haben insofern Recht, als sich der Strom aufteilt und durch jeden Widerstand (in diesem speziellen Fall) 0,5 A fließen, aber die Spannung dort nicht geteilt wird$V = IR$, ein halbes Ampere Strom durch einen Zwei-Ohm-Widerstand bedeutet, dass an diesen Widerständen immer noch 1 Volt anliegt.

Durch das Absenken der Spannung wird auch der Strom reduziert

Nö.

Der Strom bleibt gleich – die Gesamtladungsmenge muss konstant bleiben. Aber weil jede dieser Ladungen jetzt weniger Energie „trägt“, gibt es eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Enden eines Widerstands.

Sie zitieren das Kirchhoffsche Gesetz – aber das funktioniert nur, wenn Sie anerkennen, dass der Strom gleich bleiben muss.

In diesem Sinne:

Sie haben Recht, die Symmetrie sagt uns, dass durch jeden der parallelen 2-Ohm-Widerstände R1 und R2 der halbe Strom in der Schaltung fließen muss – 0,5 A.

0,5 A * 2 Ohm = 1 V

Und zusammen mit dem Abfall von 2 V über den seriellen 2-Ohm-Widerstand R3 ergibt sich ein Spannungsabfall von 1 V + 2 V = 3 V, der gut zu Ihrer 3-V-Quelle passt.

Alles ist gut!

Wenn wir über Spannungen sprechen, sprechen wir eigentlich über Energie. Und die Sache mit Energie ist, dass sie uns nicht immer gut sagen kann, was mit einem einzelnen Teilchen an jedem Punkt seiner Reise passiert. Ihr Physik-Einführungskurs hat vielleicht eine Achterbahn verwendet, um dies zu beschreiben:

Sie müssen die Kräfte auf der Achterbahn nicht entlang der gesamten Strecke kennen. Alles, was Sie wissen müssen, ist der Höhenunterschied zwischen Start und Ende. Spannung ist so ähnlich.

Physisch passiert Folgendes. Die Batterie erzeugt ein elektrisches Feld zwischen den Polen. Wenn die Drähte verbunden sind, ordnen sich die Ladungen in den Drähten und Widerständen an, um das Feld durch den Stromkreis zu leiten. Das Feld drückt auf Elektronen und bewegt sie durch die Drähte und Widerstände. Die Kraft aus dem Feld wirkt auf die Elektronen und gibt ihnen Energie:

Wenn sich die Elektronen durch die Widerstände bewegen, stoßen sie gegen Dinge, was sie verlangsamt. Mit anderen Worten, sie verlieren Energie!

Direkt mit elektrischen Feldern und Ladungen zu arbeiten, wäre sehr, sehr schwierig. Glücklicherweise können wir, genau wie bei der Achterbahn, Energie (Spannung) selbst nutzen. Und anstatt einzelne Elektronen zu betrachten, können wir den gesamten Ladungsfluss (Strom) betrachten. In diesem Sinne sind hier einige Dinge, die helfen könnten:

• Spannung ist nichts, was die Elektronen "haben". Eine Spannungsdifferenz repräsentiert die Stärke des elektrischen Feldes durch einen Teil der Schaltung.
• Zwei parallel geschaltete Widerstände haben die gleiche Spannung. Dies ist eine Eigenschaft des elektrischen Feldes – Sie gewinnen oder verlieren die gleiche Menge an Energie, wenn Sie sich zwischen zwei Punkten bewegen, egal welchen Weg Sie nehmen. (Das gilt übrigens auch für die Schwerkraft.)

Wenn Sie einen detaillierteren Blick darauf werfen möchten, was mit den Feldern und Ladungen in einem Stromkreis vor sich geht, sehen Sie sich dieses Dokument an , das diese Ideen verwendet, um die Schaltungstheorie einzuführen. Wenn Sie nicht alles lesen möchten, schauen Sie sich einfach die Diagramme an.