Pourquoi les circuits sont-ils considérés comme des boucles?

Donc, je sais que lorsque vous parlez de quelque chose comme un circuit qui comprend une batterie, un circuit A l'air d'une boucle, mais c'est simplement parce que l'alimentation est physiquement proche de la sortie.

Cependant, cela ne doit pas être le cas, non? Les batteries sont juste autonomes parce que c'est pratique, mais vous pouvez drainer une source d'alimentation en la connectant à N'IMPORTE QUELLE extrémité chargée positivement, si je comprends bien.

Les circuits sont-ils donc considérés comme des boucles simplement parce qu'il est commode de penser de cette façon? Comme une rivière ne peut pas circuler en cercle, l'électricité ne peut pas non plus parce qu'elle fonctionnerait à un potentiel zéro net, ce qui signifie donc aucun mouvement!

La plupart des circuits sont considérés comme des boucles car la charge dans les matériaux conducteurs tend à égaliser les différences de potentiel électrostatique relativement rapidement. Prenez un long fil / tige par exemple. Disons que vous pouvez ajouter des électrons d'un côté. Au début, vous commencez avec 0 électrons. Lorsque vous ajoutez le premier électron, il n'y a rien d'autre autour, il peut donc aller pratiquement n'importe où. Lorsque vous ajoutez le deuxième électron, il poussera le premier électron aussi loin que possible pour essayer de créer un équilibre de charge dans la tige. Ce premier électron se déplaçant est en fait un petit courant et son mouvement pourrait être utilisé pour en extraire le travail (car il a fallu du travail pour ajouter le deuxième électron au système). L'ajout d'un troisième électron poussera le deuxième électron au milieu. Le deuxième électron ' s le mouvement est la moitié du premier, vous ne pouvez donc en extraire que la moitié du travail. Le premier électron est à l'autre bout et n'a pas bougé à ce stade. Si vous continuez à ajouter des électrons à la tige à une extrémité, le mouvement des autres électrons sera de moins en moins. Bientôt, vous serez à des milliers de volts et vous ne pourrez pas en extraire de travail car il n'y a tout simplement nulle part où aller les électrons.

Et si nous enlevions les électrons d'un côté et les ajoutions de l'autre côté? Maintenant, chaque électron auquel vous faites cela fera bouger tous les autres électrons en réponse dans une direction de la même quantité. Vous pouvez maintenant extraire une quantité uniforme de travail du système pour chaque électron que vous déplacez. Mais qu'as-tu fait? Vous avez créé une boucle avec votre main déplaçant des électrons uniques à la fois. C'est pourquoi la plupart des circuits utilisent une boucle. Il y a quelque chose qui pousse les électrons dans une direction (ou peut-être les deux). Dans votre cas, c'est une batterie, mais des générateurs et diverses autres méthodes peuvent être utilisés pour «pomper» des électrons pour en extraire le travail à un endroit différent.

Vous pouvez penser à une batterie comme une pompe à électrons, elle déplace chimiquement les électrons de la borne positive vers la négative afin de maintenir une certaine `` pression électrique '' (c'est ce que les premiers gars appelaient la différence de potentiel dans certains vieux livres, et c'est pas un mauvais modèle).

Pour que cette chose fasse réellement quelque chose d'utile, vous devez fournir un chemin pour que les électrons coulent qui utilise les électrons en mouvement pour faire une sorte de tâche intéressante [1]. Cela pourrait être de chauffer un fil mince pour faire de la lumière, ou d'alimenter une autre réaction électrochimique pour recharger une autre batterie, ou de créer un champ magnétique dans un moteur ou autre. Ce chemin doit clairement être une boucle si vous voulez que le système fonctionne plus que très brièvement (pensez nano secondes).

Notez qu'à aucun moment il n'est fait mention de la terre ou autre, toutes les tensions sont mesurées par rapport à un point arbitraire dans vos actions, et pour que cette tension fasse quoi que ce soit d'utile, il doit y avoir une boucle pour que le courant circule [2].

Ground est l'un de ces mots vraiment merdiques qui signifie au moins 3 choses différentes d'une manière très dépendante du contexte, ignorez pour l'instant.

[1] Les électrons dans un conducteur en cuivre à n'importe quel type de courant avec lequel vous voulez jouer se déplacent en moyenne très lentement, pensez à moins d'un mm par seconde, mais un fil est comme un tube plein de roulements à billes, vous poussez un à un À la fin, l'un sort de l'autre beaucoup plus rapidement que n'importe quelle balle qui se déplace dans le tube.

[2] Oui, je sais, les portes de mémoire flash, les lentilles électrostatiques, les imprimantes laser, toutes sortes de légères exceptions, mais roulez avec pour le moment.

Non désolé. Une batterie ou un bloc d'alimentation doit, à long terme, rester neutre sur le plan électrique. Les forces de restauration sur une charge séparée sont très importantes et une séparation permanente de la charge à l'échelle du circuit ne se produira tout simplement pas. Cela signifie que si le courant sort d'un terminal, il doit passer par un autre. À propos de l'exception la plus proche, vous trouverez un microphone à électret, qui contient des charges séparées en permanence - mais pas beaucoup.

Un circuit DOIT être une boucle. Lorsque la boucle est fermée, le courant traverse la charge. Lorsque la boucle est ouverte, le circuit est désactivé.

Vous pouvez peut-être supposer que la tension est la "force" qui pousse les charges à circuler dans la boucle. Le courant est ce flux par unité de temps.

Sans boucle, il n'y a pas de courant.

... mais vous pouvez drainer une source d'alimentation en la connectant à N'IMPORTE QUEL point final chargé positivement, si je comprends bien.

Regardez la conservation de l' énergie et la conservation des charges . Si nous drainons les charges d'un point de potentiel positif, les charges DOIVENT retourner par un point de référence (borne négative de la baterry, GND, etc.), c'est-à-dire circuler en boucle fermée.

Je pense qu'il y a une réponse plus générique et nous devrions penser au courant et non à la tension.

Tous les circuits doivent suivre la loi de Kirchoff - fondée sur les équations fondamentales de Maxwell qui décrivent comment le courant circule dans tous les médias.

Si un nœud n'est pas connecté (via n'importe quel média à n'importe quelle fréquence), il ne peut pas faire partie des circuits. Inversement, tout nœud connecté de quelque façon que ce soit fait partie du circuit.

La loi de Kirchoff peut être simplement formulée comme «la somme des courants dans n'importe quel circuit est nulle», c'est-à-dire que pour chaque courant sortant (dans ce cas, nous l'appellerons un courant positif) d'un nœud, une somme combinatoire identique et opposée (négative) de courants doit entrer dans le même nœud.

Si vous prenez cela à une conclusion logique, tous les nœuds doivent être connectés en une ou plusieurs boucles pour que la somme dans le circuit soit nulle. Tous les négatifs et positifs doivent annuler exactement.

Vous avez en partie raison, dans la mesure où les électrons passeront d'un potentiel à un potentiel plus élevé. Vous pouvez donc penser que si j'ai une tension à un point dans l'espace A avec un fil passant à un point différent dans l'espace B , des électrons passeront à travers le fil.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Cependant, la tension seule ne signifie rien. Une tension est une différence de potentiel entre deux points.

^{simuler ce circuit}

C'est-à-dire que vous avez besoin d'un point de référence commun afin d'affirmer réellement les tensions en premier lieu. Vous vous retrouvez donc avec une boucle, avec une certaine résistance, que cela vous plaise ou non.

Cependant, cela soulève également un autre point. Dans le circuit ci-dessus, même sans le fil de référence, il y a encore une certaine résistance entre les côtés négatifs des sources de tension, bien qu'énorme. En tant que tel, vous avez une boucle et un petit courant circulera dans le fil, bien qu'il soit trop petit pour que vous puissiez le mesurer.

Il est également important de séparer la notion de courant de la notion de mouvement électronique. Le courant est une représentation abstraite tandis que le mouvement électronique est un phénomène physique. Nous disons que le courant passe à travers la batterie ou le condensateur, mais en réalité, les électrons ne le font pas. Au contraire, un nombre égal d'électrons en sort comme ils entrent de l'autre côté. Cette différence est subtile, mais importante.

Le courant est un flux de porteurs de charges électriques, généralement des électrons ou des atomes déficients en électrons.

si on prend une batterie: le flux de courant en boucle fermée qui est un courant électrique

mais quelqu'un me dit OK, mais que se passe-t-il lorsque vous touchez un positif de la source de lactosérum, nous sommes choqués,

bien la réponse est très simple: la personne fait une boucle fermée avec la terre pour faire couler les électrons dans son corps, mais l'oiseau n'est pas choqué car il ne fait pas de boucle fermée

un circuit qui comprend une batterie, ... AIME comme une boucle

Il EST une boucle. L'électrolyte d'une batterie est un bon conducteur , un court circuit.

Peut-être avez-vous l'idée fausse que les batteries "alimentent la charge" ou que le courant à travers l'électrolyte est de zéro ampère? Non, ça ne marche pas comme ça. Les batteries se comportent comme des courts-circuits, une résistance interne très faible et un simple circuit avec une batterie est une boucle fermée.

Les batteries ne fournissent aucune charge aux circuits. La charge qui coule vient du cuivre lui-même, de l'électron-mer du métal.