Nous attribuons toujours une chute de tension à une résistance lorsqu'un courant la traverse en circuit fermé. Je me demandais si cette chute de tension était due à la chaleur dissipée de la résistance ou y avait-il une autre raison?
La dissipation thermique et la chute de tension sont liées, mais je ne décrirais pas la dissipation comme la cause de la chute. Lorsque les électrons traversent une résistance, ils perdent de l'énergie lorsqu'ils interagissent avec les électrons du matériau conducteur. Au fur et à mesure que l'énergie est donnée au matériau, il gagne de l'énergie thermique et sa température augmente. Les électrons en mouvement perdent de l'énergie potentielle et il y a donc une chute de tension. Ceci est similaire à un gaz passant dans un tuyau étroit, perdant de la pression et provoquant un échauffement par friction.
Vous pouvez obtenir une chute de tension à travers un condensateur et le courant peut circuler mais aucune puissance ne sera dissipée, donc non, votre question ....
Je me demandais si cette chute de tension est en raison de la chaleur dissipée de la résistance
Est incorrect.
La puissance est un sous-produit (faute d'un meilleur mot) du flux de courant et de la tension, c'est-à-dire power = volts x ampères = dissipation thermique mais cela ne se produit pas dans un "composant réactif" tel qu'un condensateur ou une inductance.
La tension est vraiment difficile à expliquer mais peut être définie comme: -
La tension entre deux points est égale au travail effectué par unité de charge contre un champ électrique statique pour déplacer la charge entre deux points
Ce n'est pas un intuitif réponse et j'ai beaucoup de mal avec ça, mais j'espère que quelqu'un d'autre que moi donnera une très bonne explication de ce qu'est la tension.
La chute de tension multipliée par le courant correspond à la puissance électrique déversée dans la résistance. Cela fait chauffer la résistance, et non l'inverse. Le chauffage d'une résistance ne provoquera pas de courant ou de tension à travers elle.
La chute de tension est ce que font les résistances lorsque le courant les traverse. Une façon de penser à cela est simplement de cette façon par définition de ce qu'est une résistance:
V = A * Ω
où V est Volts, A Ampères et Ω Ohms.
Une autre façon d'y penser est que la tension est la force nécessaire pour faire passer le courant à travers la résistance. Les résistances plus élevées résistent davantage au courant, donc nécessitent une force plus grande (plus de tension) pour faire passer le même courant.
Pour utiliser l'analogie de l'eau, une résistance est comme une constriction dans un tuyau. Plus de débit à travers le tuyau signifie plus de pression à travers l'étranglement. Inversement, plus de pression à travers la constriction signifie plus de débit à travers elle.
Qu'est-ce que la tension?
Si nous passons à la physique de base, nous constatons que la charge et l'énergie sont des quantités avec une loi de conservation. Ces lois s'appliquent à la fois à la physique classique et quantique, à la relativité newtonienne et générale. Nous pouvons donc être sûrs de les considérer comme ayant une sorte d'existence fondamentale.
La tension OTOH n'est pas du tout mentionnée. La tension apparaît uniquement comme une quantité définie avec laquelle il est pratique de travailler, comme l'énergie potentielle d'un champ électrique. La tension est définie comme le changement d'énergie associé au mouvement d'une charge (à l'intérieur d'un facteur d'échelle et d'une dimension en fonction des unités que nous utilisons pour l'énergie et la charge et si c'est par charge ou absolu).
Ainsi, lorsque nous poussons une charge (un courant circulant pendant un certain temps) à travers une résistance, voyons une tension à travers elle et voyons l'énergie libérée sous forme de chaleur par la résistance, il n'est même pas approprié de demander si la chaleur provoque la tension ou vice versa , la tension est juste une définition de ce qui se passe avec le mouvement de charge.
Si nous avons un conducteur à travers lequel aucune énergie n'est associée au mouvement de charge, alors il n'y a pas de chute de tension à travers lui (@Andy), et cela s'appelle un supraconducteur.
Une analogie est la hauteur, l'énergie potentielle d'un champ gravitationnel, dont le changement est l'énergie associée au déplacement une masse. Un supraconducteur est comme une table à air, où la masse peut glisser sur le côté sans changement d'énergie potentielle. Le laisser tomber contre une contrainte de friction génère de la chaleur dans le `` frictor ''.
La définition de la tension et l'analogie de la gravité fonctionnent également pour le stockage de l'énergie dans les condensateurs, les inducteurs, la hauteur et la vitesse, mais gardons-le simple pour le moment avec juste une résistance finie ou nulle.
Je vais le laisser ici pour illustrer les autres réponses:
(L'image est tirée de ici. Certains l'attribuent à Eberhard Sengpiel ).
Vous devez voir cela au niveau atomique. Le courant circule en raison du flux d'électrons (dans le sens opposé à son flux). Maintenant, les électrons circulent en raison de la présence d'électrons de valence dans la bande de valence. c'est-à-dire qu'ils ne coulent pas réellement, mais sautent d'une bande de valence d'atome de cuivre à l'autre. Considérez donc deux scénarios
Un fil de cuivre à travers une batterie (court-circuit), et la différence de potentiel entre les bornes de la batterie est de 10 électrons (pas la notation volt habituelle, simplifiant la définition de tension ici). Donc, ce qui se passe, c'est que ces 10 électrons se précipitent dans le fil de cuivre, sur la bande de valence des 10 premiers atomes, et poussent le précédent vers les 10 suivants, cela suit jusqu'à ce qu'ils sortent de l'autre extrémité (pour le flux de courant, le l'électron qui est entré n'est pas celui qui sort en premier). ce court-circuit produit un courant important (10 électrons d'une valeur élevée).
ajoutez une résistance à la batterie et au fil, maintenant ce qui se passe, c'est qu'en atteignant la résistance, ces 10 électrons font pas assez d'atomes conducteurs pour sauter. en supposant que 5 électrons sont «piégés» en raison du manque d'électrons conducteurs. ces 5 électrons provoquent la chute de tension aux bornes de la résistance.
La chaleur dissipée est due à ces électrons piégés qui sautent et entrent en collision avec les parois de la résistance.