Se pare că nu pot posta imagini, așa că îmi cer scuze, dar va trebui să deschideți acest link într-o fereastră nouă pentru a vedea diagramele mele atroce 🙂 Diagrame -> http://i.imgur.com/Lxfu1e2.png
EDIT: Iată diagramele, îmi cer scuze pentru lipsa mea de abilități artistice, haha.
Tensiunea este o diferență de potențial electric, care este în esență o forță cauzată de electronii care doresc să se distribuie uniform într-un material, deoarece electronii se resping între ei. Olin Lathrop folosește analogia obișnuită între sistemele de fluide și cele electrice, motiv pentru care o numește „presiune”, deoarece presiunea este un tip de forță a fluidelor, dar pentru acest exemplu ar putea fi mai ușor de înțeles dacă o păstrez în termeni electrici.
Atunci bateriile încearcă să mențină o tensiune (diferență de potențial) de 1,5 V la bornele lor. Deci, în prima parte a diagramei pe care am aruncat-o împreună, nodul „V0” va fi nodul meu de referință care, datorită simbolului de masă, înseamnă că va fi 0 V. Deci, uitându-ne la nodul „V1”, știm că bateria va încerca să mențină o diferență de potențial de 1,5 V și știm că terminalul său negativ este 0 V, deci terminalul pozitiv, sau nodul „V1”, trebuie să fie de 1,5 V. Acum, dacă ne uităm la cea de-a doua baterie, terminalul negativ este conectat la nodul ‘V1’, iar dacă bateria trebuie să mențină diferența de 1,5 V între borne, putem adăuga 1,5 V (bateria) la 1,5 V (la nodul ‘V1’) pentru a obține tensiunea la nodul ‘V2’, care se dovedește a fi de 3 V, așa cum se menționează în răspunsul lui Olin Lathrop.
Atunci de ce se adaugă tensiunile? Bateriile sunt un recipient de tensiune sau de diferență de potențial electric, iar forța potențială este creată de o parte bogată în electroni separată de o parte cu deficit de electroni. Electronii vor să se disperseze uniform prin baterie, dar nu pot trece prin mijloc și, prin urmare, trebuie să o ia pe drumul cel mai lung pentru a ajunge în cealaltă parte. Așadar, cu două baterii, puteți vedea că există de fapt două forțe (practic) egale, două seturi de 1,5 V diferență.
Acum, pentru a ajunge la miezul întrebării tale, practic de ce nu se pot întrepătrunde pur și simplu cele două părți din mijloc la nodul „V1”? Voi folosi 3 cazuri diferite pentru a vă ajuta să explicați De asemenea, trebuie să ținem cont de faptul că sarcinile pozitive nu există cu adevărat, așa că ultima diagramă este un pic mai precisă încă, unde există pur și simplu electroni și o lipsă de electroni (diferența de potențial electric).
Cazul 1: Să presupunem că bateriile sunt conectate prin nodul „V1”, dar nu și de la „V0” la „V2”. Dacă încercăm să ne imaginăm deplasarea electronilor de la bateria din stânga la bateria din dreapta prin nodul ‘V1’, de fapt împingem electronii mai aproape unul de altul. Știm că electronii se resping între ei, așa că nu le place să facă acest lucru. Cu toate acestea, dacă am putea face acest lucru în mod magic, am crește diferența de potențial electric, sau tensiunea, în bateria din dreapta și am scădea-o în cea din stânga. (Dar sistemul total ar păstra aceeași tensiune totală, deoarece nu am făcut nimic la sistem în afară de a muta electronii de colo-colo). Astfel, în loc ca electronii să se apropie cu forța de mai mulți electroni, ei stau pur și simplu acolo și nu fac nimic.
Cazul 2: Terminalele exterioare, nodurile „V0” și „V2”, sunt conectate, dar cele două interioare nu sunt conectate. Dacă împingem electronii de la ‘V0’ prin circuit până la nodul ‘V2’, ajungem în aceeași situație ca în cazul 1, încercând să împingem electroni în mai mulți electroni! Acesta este motivul pentru care electronii nu vor să circule dacă nu există o buclă închisă, pentru că vor sfârși prin a se întâlni cu electroni care nu se mișcă în altă parte.
Cazul 3: Ambele seturi de terminale sunt conectate, (dacă există o buclă închisă prin care să circule electronii). În momentul în care facem o buclă prin care electronii să circule, se întâmplă câteva lucruri cu aceste forțe simultan. Vă amintiți acei electroni care vor să circule prin nodul „V1”, dar nu pot pentru că sunt prea mulți electroni la nodul „V0”? Și acum, vă amintiți de electronii care vor să circule din nodul „V0” prin circuit spre nodul „V2”, dar nu pot pentru că sunt prea mulți electroni la nodul „V1”? Ei bine, obținem o situație în care aceștia pot lucra împreună pentru a-și rezolva reciproc problemele! Imaginați-vă că tragem un electron de la nodul „V0”, la nodul „V2” și, pe măsură ce acel electron se apropie de „V2”, mutăm un alt electron la „V1” din bateria din stânga în zona de epuizare a electronilor din bateria din dreapta. Dacă le facem simultan, există un electron care vine și pleacă din ambele locuri care, anterior, provocau un blocaj electronic! Așadar, pe măsură ce electronii circulă de la „V0” la „V2”, vor exista simultan electroni care vor trece prin nodul „V1”. Și acum avem două seturi de electroni care circulă cu două diferențe de potențial de 1,5 V la rând, motiv pentru care obținem o diferență de potențial de 3 V!
Reality Check: Există totuși unele diferențe față de realitate. De exemplu, pe măsură ce bateriile sunt folosite, ele vor scădea în tensiune. Deoarece electronii încearcă să se distribuie uniform, diferența de potențial electric va scădea și ea. De asemenea, barierele dintre zonele bogate în electroni și cele cu deficit de electroni ale bateriei nu sunt perfecte. Toate bateriile au o rată de autodescărcare, care reprezintă efectiv electronii care trec de la o parte la alta a bateriei, doar că, în general, este atât de mică în comparație cu cantitatea de electroni pe care o putem folosi efectiv, încât o ignorăm. Rezistența internă este, de asemenea, menționată mai sus, o altă mică abatere de la funcționarea teoretică a bateriilor. Dar puteți învăța despre toate aceste lucruri pe măsură ce vă simțiți pregătiți.
Sper că vă sunt de ajutor, iar dacă am făcut vreo greșeală, vă rog să mă anunțați! 🙂