Frage:
Das Verhältnis der Macht zum Widerstand
Sean McDonnell
2015-10-06 22:23:22 UTC
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$$ \ frac {V ^ 2} {R} = P = I ^ 2 \ cdot R $$

Nach dieser Gleichung ist die Leistung umgekehrt proportional zum Widerstand auf der linken Seite und direkt proportional zum Widerstand auf der rechten Seite.

Wie kann Leistung sowohl umgekehrt als auch direkt proportional zum Widerstand sein?

Sie suchen eher nach einer konzeptionellen als nach einer mathematischen Antwort.

Es gibt keine konzeptionelle Antwort.Es ist eine sehr einfache und völlig grundlegende mathematische Gleichung, hier keine Magie.Es gibt keinen Unterschied, selbst wenn Sie die elektrischen Werte P, V, R und I in abstrakte Werte wie a, b, c und d ändern.
Acht antworten:
Justin
2015-10-07 01:48:54 UTC
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Ich habe ein paar Handlungen gemacht, die die zwei verschiedenen Fälle zeigen. Die X- und Y-Achse sind Strom und Spannung, und ich habe auch konstante Leistungskurven (V = P / I) und konstante Widerstandskurven (V = R * I) überlagert.

enter image description here enter image description here

helloworld922
2015-10-06 22:42:57 UTC
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Leistung ist \ $ P = IV \ $. Sie können es nur mit Widerstand in Verbindung bringen, wenn Sie sich entschlossen haben, das eine zu reparieren und das andere 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 annehmen, dass \ $ I \ $ konstant ist, ersetzen Sie \ $ V \ $ mit \ $ IR \ $ erhalten Sie, dass die Leistung proportional zum Widerstand ist (\ $ P = I \ cdot (IR) \ $). Wenn Sie annehmen, dass \ $ V \ $ konstant ist, und \ $ I \ $ durch \ $ \ frac {V} {R} \ $ ersetzen, erhalten Sie, dass die Leistung umgekehrt proportional zum Widerstand ist (\ $ P = V \ cdot \ frac) {V} {R} \ $).

Eine Möglichkeit, dies zu visualisieren, besteht darin, an eine Konstantspannungsquelle (dh eine Batterie) zu denken. Wenn ein großer Widerstand angeschlossen ist, kann sehr wenig Strom fließen, so dass 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 eine Möglichkeit, sich das vorzustellen, ist eine Variable Spannungsquelle, die die Spannung erhöht oder verringert, bis der von ihr fließende Strom der gewünschte Wert ist. Wenn Sie einen kleinen Widerstand anschließen, muss die Quelle nicht sehr hart arbeiten, um eine Strommenge zu erhalten, sodass nur wenig Strom verbraucht wird. Wenn Sie einen großen Widerstand anschließen, muss die Quelle viel härter arbeiten, damit der gleiche Strom fließt. Daher wird viel Strom verbraucht.

Das ist sehr hilfreich, danke!Besonders die letzten beiden Absätze.Eine Folgefrage: In Ihrem zweiten Absatz gibt es zwei Annahmen.Bedeutet das, dass jede Version der Gleichung nur gültig ist, wenn diese Annahmen wahr sind?
Ja, die beiden Gleichungen schließen sich gegenseitig aus.
Greg d'Eon
2015-10-06 22:34:12 UTC
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Dies sind zwei völlig unterschiedliche Situationen:

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

  3. ol>

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

Das hilft danke!Ich denke, dies ist der sehr wichtige Teil, den ich übersehen habe: "Es ist unmöglich, den Widerstand zu ändern und sowohl die Spannung als auch den Strom konstant zu halten."
Ja, das ist der Schlüssel.Die generische P = IV-Definition ist etwas einfacher - Sie können sich vorstellen, wie sich die Leistung ändert, wenn der Strom steigt und die Spannung sinkt oder umgekehrt.
Andy aka
2015-10-06 22:29:02 UTC
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Wenn Sie für \ $ P = I ^ 2R \ $ und in einem spannungsgespeisten Stromkreis (dh einer Batterie und einem Widerstand) den Widerstand verdoppelt haben, halbiert sich der Strom, also nein, es ist nicht so einfach, einfach zu sagen, dass die Leistung proportional ist auf Widerstand, es sei denn, Sie sprechen von einem Konstantstromkreis.

Und wenn Sie die Formel \ $ P = \ dfrac {V ^ 2} {R} \ $ auf einen Stromkreis angewendet haben, der mit einem Konstantstrom gespeist wird Wenn Sie den Widerstand erhöhen, steigt auch die Leistung.

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

diwakar
2017-03-25 21:45:56 UTC
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siehe, es gibt kein Konzept, dass R direkt proportional zu P ist. nach Gleichungen P - I2R und P - V / R. R scheint direkt proportional zu sein, aber das ist nicht so R steht als Substitution und ist konstant, es erhöht oder verringert die Leistung nicht, es ist nur konstant

aber in der zweiten Gleichung steht es als proportionale Größe und beeinflusst somit indirekt die Leistung

hoffe es hat dir geholfen

Anrab Chakraborty
2017-12-13 19:43:21 UTC
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$$ P = I ^ 2R \ tag {1} \ label {1} $$ $$ P = \ frac {V ^ 2} {R} \ tag {2} \ label {2} $$

Wenn wir \ $ \ eqref {1} \ $ und \ $ \ eqref {2} \ $ vergleichen, erhalten wir

$$ \ begin {align} I ^ 2R & = \ frac {V ^ 2} {R} \\ I ^ 2R ^ 2 & = V ^ 2 \ end {align} $$

quadratische Wurzelbildung auf beiden Seiten

$$ \ sqrt {I ^ 2R ^ 2} = \ sqrt {V ^ 2} $$ $$ IR = V $$

und Entfernen der Widerstandskonstante

$$ R \ sim V $$

Wenn also der p.d.ist direkt proportional zum Widerstand (nach dem Ohmschen Gesetz), die Leistung kann gleichzeitig direkt und umgekehrt proportional zum Widerstand sein.

R Rohe
2019-07-13 04:28:03 UTC
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Ich denke, Sie verwechseln Macht mit Arbeit. Arbeit ist die Menge der umgewandelten Energie, zum Beispiel erzeugt Widerstand Wärme durch Druck oder Spannung. Dies ist eine Wärmemenge. Leistung ist die Geschwindigkeit, mit der diese Wärme erzeugt wird, oder wie schnell.

Zum Beispiel verbraucht das Gehen einer Meile 350 Kalorien, aber es dauert 30 Minuten. Das Sprinten einer Meile verbrennt ebenfalls 350 Kalorien, dauert aber nur 5 Minuten. Das Sprinten erfordert sechsmal mehr Kraft, obwohl die gleiche Menge Arbeit geleistet wurde. Energie besteht also aus zwei Dingen, die Wärme erzeugt oder verbraucht wird, und Zeit.

Der Widerstand eines Objekts ist weder Energieverbrauch noch Zeitraum. An und für sich hat Widerstand also keine Beziehung zur Arbeit oder zum Zeitintervall. Keines dieser Geräte ist für sich kompatibel. Es ist wie ein Vergleich der Druckfestigkeit von Stahl mit dem Siedepunkt von Wasser. 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 Vergleichsänderungen für jede Dose können eine Verbindung herstellen. Fügen Sie beispielsweise eine variable Komponente in die Mischung ein, z. B. das Hinzufügen von elektrischem Strom 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 Messungen ändern. Jetzt haben Sie einen Vergleich, den Sie nicht direkt miteinander anstellen können, sondern wie beide auf diese neue Komponente reagieren.

Nehmen wir an, das Hinzufügen eines elektrischen Stroms zum Wasser senkt seinen Siedepunkt, und das Hinzufügen des gleichen elektrischen Stroms senkt 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, weil beide sinken. Dies ist zwar nicht real, zeigt Ihnen jedoch, wie sich die Beziehung zwischen zwei Maßeinheiten ändern kann.

Gleiches gilt für den Widerstand eines Mediums und die von ihm erzeugte Wärmegeschwindigkeit.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, der (elektrischen Strommenge pro Sekunde) Ampere und der (Differenzladung des Leiters) Spannung basiert.

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

Aryan
2019-09-19 01:49:00 UTC
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Ich kann einfach sagen, dass in der ersten Gleichung P = V ^ 2 / R die Leistung umgekehrt proportional zu R ist, weil sie sich in einer Parallelschaltung befindet. Denken Sie daran, dass in einer Parallelschaltung die Spannung durchgehend konstant ist.(Und wir haben V in der Gleichung) Und in der zweiten Gleichung ist P = I ^ 2R.P ist direkt proportional zu R, weil es in Reihenschaltung ist. Denken Sie daran, dass der Strom in einer Reihenschaltung konstant ist ..... (Und wir haben I auch in der Gleichung) Hoffe es hilft ... :)

Warum nehmen Sie eine Parallelschaltung zur Berechnung der Leistung nach Spannung und eine Reihenschaltung zur Berechnung nach Strom an?


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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