बैटरी में वर्तमान प्रवाह?

Question

मैं एक बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक्स पुस्तक पढ़ रहा हूं: "कोई इलेक्ट्रॉन नहीं हैं: इलेक्ट्रानिक्स के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स" और मैं इस तथ्य के बारे में एक चतुर मार्ग पर आया था कि आपको प्रवाह के लिए वर्तमान में एक बंद सर्किट की आवश्यकता है। यहाँ मैं इस बारे में उत्सुक हूँ:

"इसने मुझे हमेशा परेशान किया है: यदि बैटरी के नकारात्मक टर्मिनलों में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन (एक नकारात्मक चार्ज) होता है और बैटरी के सकारात्मक टर्मिनलों में बहुत कम इलेक्ट्रॉनों (एक सकारात्मक चार्ज) होता है और विरोधी आकर्षित होते हैं, तो मैं इसके बीच एक तार को हुक क्यों नहीं कर सकता एक बैटरी के नकारात्मक पक्ष और एक अलग बैटरी के सकारात्मक पक्ष और किसी भी वर्तमान को प्राप्त करें? यह सच है कि यह काम नहीं करेगा। कोई भी प्रवाह नहीं होगा। क्या कोई मुझे समझाने में सक्षम था, मैंने शायद यह पुस्तक कभी नहीं लिखी होगी। । "

क्या किसी के पास इस सवाल का सीधा-सीधा जवाब है?

Comments

यह सबसे अच्छा मंच है इस सवाल को पूछने के लिए, मेरी जानकारी के लिए। CH में आपका स्वागत है!

— जे। पॉलीफ

@ माइक: क्या आप इस प्रश्न का शीर्षक अधिक वर्णनात्मक हो सकते हैं? शायद ऐसा कुछ "बैटरी में करंट फ्लो?"

— pingswept

वास्तव में एक धारा प्रवाहित होगी यदि आप किसी भी वोल्टेज को सरल इलेक्ट्रोस्टैटिक्स के माध्यम से एक कंडक्टर से जोड़ते हैं। अधिकांश वोल्टेजों पर ध्यान देने योग्य नहीं है, लेकिन देखें कि क्या होता है जब आप धातु के एक चूहे को 100,000kV लाइन से छूते हैं, यहां तक ​​कि पृथ्वी के साथ एक टीके में भी, एक विद्युतीय प्रवाह धातु को उसी इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज में लाने के लिए प्रवाह करेगा। इन दिनों इलेक्ट्रिकल शिक्षा के साथ समस्या यह है कि सर्किट में आने पर इलेक्ट्रोस्टैटिक्स को नजरअंदाज कर दिया जाता है, और इसलिए लोग बैटरी जैसी चीजों को समझ नहीं पाते हैं - या इससे भी बदतर - उन्हें सिखाया जाता है कि बिजली में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को शामिल करना है।

— Myforwik

@ Myforwik की बात से संबंधित: Electronics.stackexchange.com/questions/75743/…

— फिल फ्रॉस्ट

Answer 1

यहाँ भ्रम प्रारंभिक खराब विवरण से है कि बैटरी कैसे काम करती है।

एक बैटरी में तीन चीजें होती हैं: एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड, एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड, और बीच में एक इलेक्ट्रोलाइट। इलेक्ट्रोड सामग्रियों से बने होते हैं जो दृढ़ता से एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करना चाहते हैं; उन्हें इलेक्ट्रोलाइट द्वारा अलग रखा गया है।

इलेक्ट्रोलाइट एक फिल्टर की तरह काम करता है जो इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को अवरुद्ध करता है, लेकिन आयनों (इलेक्ट्रोड से सकारात्मक चार्ज किए गए परमाणुओं) को गुजरने की अनुमति देता है। यदि बैटरी किसी भी चीज से जुड़ी नहीं है, तो रासायनिक बल आयनों पर खींच रहा है, प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए उन्हें इलेक्ट्रोलाइट में खींचने की कोशिश कर रहा है, लेकिन यह इलेक्ट्रोस्टैटिक बल द्वारा संतुलित है - इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज। याद रखें - दो बिंदुओं के बीच एक वोल्टेज का मतलब है कि उन बिंदुओं के बीच एक विद्युत क्षेत्र है जो चार्ज कणों को एक दिशा में धकेलता है।

जब आप बैटरी के सिरों के बीच एक तार जोड़ते हैं, तो इलेक्ट्रॉन वोल्टेज द्वारा संचालित तार से गुजर सकते हैं। यह इलेक्ट्रोस्टैटिक बल को कम करता है, इसलिए आयन इलेक्ट्रोलाइट से गुजर सकते हैं। चूंकि बैटरी को डिस्चार्ज किया जाता है, आयन एक इलेक्ट्रोड से दूसरे में जाते हैं, और रासायनिक प्रतिक्रिया तब तक आगे बढ़ती है जब तक कि इलेक्ट्रोड का उपयोग नहीं किया जाता है।

एक तार से जुड़े हुए, एक-दूसरे के बगल में दो बैटरी के बारे में सोचना - दो बैटरी के बीच कोई वोल्टेज नहीं है, इसलिए इलेक्ट्रॉनों को चलाने के लिए कोई बल नहीं है। प्रत्येक बैटरी में, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल रासायनिक बल को संतुलित करता है, और बैटरी स्थिर स्थिति में रहती है।

(मैं एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए "सामग्री" के लिए "सामग्री" के लिए क्या चाहता हूँ, इस पर अधिक जानकारी के लिए Google "गिब्स फ्री एनर्जी" का अर्थ है।

Answer 2

एक सेकंड के लिए बैटरी को भूल जाइए, केवल एक हजार उपमाओं में से एक जिसे आप वोल्टेज / करंट का वर्णन करने के लिए उपयोग कर सकते हैं और इसका कारण यह है कि बैटरी के इलेक्ट्रो-केमिकल गुणों के साथ इसका कोई भी प्रवाह नहीं है, इसका बहुत सरल है।

इसके बारे में सोचने का सबसे आसान तरीका यह है: करंट कभी भी एक लूप में प्रवाहित होगा, यहां तक ​​कि बहुत ही जटिल सर्किट में भी आप इसे हमेशा वर्तमान के छोरों में तोड़ सकते हैं, अगर करंट के अपने स्रोत पर लौटने का कोई रास्ता नहीं है, तो कोई प्रवाह नहीं हो।

आपके बैटरी उदाहरण में, कोई वापसी वर्तमान पथ नहीं है, इसलिए कोई भी प्रवाह नहीं होगा। जाहिर तौर पर यह काम करने का एक और अधिक गहरा भौतिकी कारण है, लेकिन जैसा कि एक सरल जवाब के लिए पूछा गया प्रश्न मैं गणित, Google मैक्सवेल के समीकरणों को छोड़ दूंगा और किरचॉफ के वोल्टेज कानून की व्युत्पत्ति में उनका उपयोग कैसे किया जाता है।

बैटरियों इस के लिए एक अच्छा उदाहरण बनाते हैं क्योंकि वे मौजूदा स्रोत हैं जो पूरी तरह से अलग-थलग हैं। यह उदाहरण पूरी तरह से पृथक "ग्राउंड" के साथ किसी भी अन्य बिजली स्रोत के समान रूप से सच होगा।

हालांकि, यह एक आसान बात नहीं है, उदाहरण के लिए, 2 बेंच की आपूर्ति के साथ ऐसा करने से संभवतः बेंच की आपूर्ति में से एक बहुत दुखी हो जाएगा, लेकिन ऐसा नहीं है क्योंकि प्रभाव अलग है, अंतर यह है कि बेंच की आपूर्ति दोनों के आधार पर होने की संभावना है भवन में विद्युत तारों के रूप में और इस तरह के माध्यम से प्रवाह के लिए वर्तमान के लिए एक वापसी रास्ता है।

इसके लिए जल उपमा भी प्रभावी है। इस तरह से अपनी बैटरी उदाहरण के बारे में सोचो:

आपके पास एक पाइप (तार) से जुड़ा एक पानी पंप (बैटरी ए) है, और आपके पास एक ही पाइप (तार) से जुड़ा एक और पानी पंप (बैटरी बी) है। अब आपके उदाहरण में सिस्टम में कोई वापसी पथ नहीं है, इसलिए कल्पना करें कि पाइप पानी से भरा है लेकिन दोनों छोरों पर छाया हुआ है।

आपने पंपों पर पावर स्विच मारा, क्या होता है?

जवाब कुछ भी नहीं है, पानी को स्थानांतरित करने के लिए कोई जगह नहीं है, पंप भी स्पिन नहीं करते हैं। (इस सादृश्य के प्रभाव की तरह पानी की अशांति को अनदेखा करें)।

अब यदि आप पाइप को एक लूप में जोड़ते हैं और स्विच को हिट करते हैं तो पंप घूमेंगे (वोल्टेज) और पानी बहेगा (करंट)।

यदि आपने 2 अंतर गति पंप (विभिन्न वोल्टेज बैटरी) का उपयोग किया है और उन्हें एक-दूसरे की ओर सामना करना पड़ा है तो बिजली खत्म हो जाएगी और दूसरे को गलत दिशा में स्पिन करने का कारण होगा (समानांतर में 9 वी और 6 वी बैटरी को जोड़ने की तरह जलाएं)।

यदि आप दोनों पंपों को एक ही दिशा में इंगित करते हुए कनेक्ट करते हैं तो आपको अधिक पानी का दबाव (वोल्टेज) मिलेगा क्योंकि पंप एक दूसरे की मदद कर रहे हैं (श्रृंखला में 2 बैटरी)।

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पंप्स और लूप्स विद्युत सर्किट का वर्णन करने का कोई तरीका नहीं है जब तक कि आप 5 साल की प्रक्रिया का वर्णन करने की कोशिश नहीं कर रहे हैं। यह सभी संभावित अंतर के बारे में है। पंपिंग या लूपिंग के बारे में नहीं। उन दोनों के बीच 0 संभावित अंतर के कारण दो धाराएं चालक के माध्यम से प्रवाहित होंगी। "लूप" होने की आवश्यकता नहीं है।

— आर्यन डंटले

Answer 3

मान लीजिए कि आपके पास 1.5 वी के साथ AA बैटरी है। इसके अलावा, चलो उन्हें बैटरी ए और बैटरी बी लेबल करते हैं। यदि आप A + से B- को हुक करते हैं, तो आपको वास्तव में जो मिलता है, वह A- से B + में 3 V अंतर है।

B+  -------------------
|                     |
B- _ A+  --           | 3V
     |    | 1.5 V     |
     A-  --------------

When you hook B- to A+, they are both at the same potential (they're hooked up with a wire, after all). B+ is 1.5V higher than this potential, and A- is 1.5V lower.

It's important to remember that a voltage is not an absolute value. It's a relative value. The B- _ A+ wire will be at one potential, and B+ and A- are relative to that potential.

Comments

ajs410, i have no idea why someone down voted you. Your answer is by far my favorite, electricity can be simplified, but a solid understanding of what you are explaining is required for a professional to grow.

— Kortuk

They probably voted me down because it looked like I was saying 1.5 + 1.5 = 3. What I wanted to stress, though, was how each terminal is relative to the others along the Y axis. B- and A+ are the same potential because they're hooked up by a wire. With no potential difference, there is no current flow.

— ajs410

ajs410, I still don't get it with your example. You said that B- and A+ are the same potential because they are hooked up by a wire. If you think about it B+ and A- are hooked up by a wire which should make them the same potential but why do you have current flow in that case and not the case when B- is hooked to A+? I have always wondered about this issue but noone has been able to explain it to me. I guess I am slow. LOL.

Answer 4

I too have always found that the traditional layman's description of a battery to be misleading. Most people describe a battery as a storage container for electricity, but that doesn't explain why you can't dump the electricity from a battery to the ground, or why you can't have one battery feed another, like in your question above.

This may not be an accurate description of what is actually happening, but I find that a more understandable analogy is to describe a battery as a pump instead. The "energy" contained in the battery is used to drive the pump; it is not sent out over the wire. With this analogy, it is plainly obvious why both the positive and negative ends of a battery must be connected in a circuit. If, say, you connect only the negative electrode to ground, there is no current because there is no electricity coming in on the positive electrode that can be pumped out.

Answer 5

Technically, current may or may not flow when a wire is connected that way. It all depends on whether or not there is a potential difference in charges between those two terminals. If the difference is small, little/no current will flow. This holds true for any wire connected between any two terminals, anywhere.

However, current more than likely won't (depending upon the age/use of the battery). The reason why is because the voltage potential difference - the "excess holes on the positive end" and the "excess electrons on the negative end" - is relative to a given battery. There are excess electrons/holes on the ends of a given battery with respect to each other. That relationship may or may not hold true between one battery's negative terminal and another's positive terminal.

Comments

If there's a voltage on one battery relative to the other, then they have different static electric charges, which will be equalized after you connect them together.

— endolith

@endolith - True... so that means my answer is incorrect, isn't it? What could be said to correct my answer?

— J. Polfer

In his example it all stops at the setup since there is no return path for the current so no current will ever flow which is actually stated in the first line of the article you linked "As was previously mentioned, we need more than just a continuous path (circuit) before a continuous flow of electrons will occur" and covered in more depth in the previous section.

— Mark

Answer 6

The current that flows into a junction is always equal to the current that flows out of the junction. Therefore, current must always flow in a loop.

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current is dq/dt. You can have current without a loop

— user5419

Answer 7

First. A very small current WILL flow for a very short time ... but it needs only a small amount of electric charge (static) to pass to build up sufficient backward voltage to nullify the forward voltage. Recall that any noticable static electricity like rubbing balloons on hair usually involves BIG voltages like (tens of) thousands of volts which is necessary to make a spark. Typical simple 1.5 volt cell cant make a spark (without some special help). Actually if you carefully suspended a pair of simple cell (batteries) in space or hanging on a string they would have a small dipole interaction and twist like a pair of magnets and then attract each other. Unfortunately this just turns out to be very small though calculable and finite forces. Perhaps this expt has been done sensitively to show this. Further, a the original problem is a bit like charging a capacitor if you think about it. With the unconected terminals being just the capacitor plates. The smallness of the terminals and the seperation is very different numerically from a good capacitor which has big area and small seperation which makes all the difference and thats why current is miniscule (but finite) in original problem.

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When answering please answer the question fully, and explain the differences between the two scenarios (battery connected vs not connected).

— Voltage Spike

Answer 8

I think another thing which might be confusing you is that we say the voltage in a conductor is always constant. While this is mostly true it is kind of a lie. All conductors still have a finite resistance. Because of this if you hook up a wire between the two terminals of a battery one end of the wire will actually be at a different potential then the other and the current in the wire will follow ohms law. I don't know if you've ever tried shorting the two terminals of a battery like this but because the resistance of the wire is so low ohms law gives a very large current which will heat up the wire and burn you.

Now the reason that we usually say that the potential in a wire is constant is because there are usually other components in our circuit whose resistance is much larger then the wires. Because of this most of the voltage will end up being dropped across the other components in the circuit and there will only be a very small voltage drop from one end of a wire to the other. So we can simplify our problems by saying that the voltage is constant in the wires.

Comments

Except the OP's question involves two batteries with a single wire between them and no complete circuit. So no current flows, the resistance of the wire is thus irrelevant, and there's no voltage drop along the wire. In short, your answer is about cases that are different than the OP's question.

— gwideman