Как электрическое поле внутри идеального провода с током может быть равно нулю?

Я знаю, что есть несколько постов по одной и той же идее, и я прочитал большинство из них, но все же мои вопросы остаются. Я перечислил другие сообщения по теме в конце этого сообщения. Во всех остальных сообщениях говорится, что электрическое поле внутри идеального провода должно быть равно нулю, потому что:

  1. Поскольку падение потенциала на проводе равно нулю, электрическое поле должно быть равно нулю.
  2. Поскольку «J = σ E», а для идеальной проволоки σ стремится к бесконечности, поэтому E должно стремиться к нулю.

Я понимаю эти два аргумента, но все же, у меня есть следующие вопросы.

Рассмотрим простую цепь с батареей и сопротивлением. И они соединены идеальными проводами.

К нему относятся следующие вопросы:

  1. Если электрическое поле внутри идеальных проводов должно быть равно нулю, то как в цепи может протекать ток? Пожалуйста, объясните мне с микроскопическими подробностями, как именно протекает ток в такой цепи и как именно электрическое поле становится равным нулю внутри идеальных проводов.

  2. Является ли это неотъемлемым свойством самого идеального проводника с током, что электрическое поле через него должно быть равно нулю, или ему удается сделать так, чтобы электрическое поле внутри было равно нулю во всех сценариях? Если идеальному проводнику удается свести электрическое поле внутри себя к нулю во всех сценариях, то как именно он это делает?

Я ожидаю объяснения, которое может уместиться и в воображении. Более интуитивное объяснение.

Пожалуйста, помогите.

Ниже приведены некоторые сообщения о подобных идеях.

Является ли электрическое поле нулевым внутри идеального проводника с током?

Существует ли ненулевое поле в идеальном проводе с током?

Ответы (1)

В проводнике электрическое поле прикладывает силу к электронам проводимости, поэтому эти электроны ускоряются. Затем электроны рассеиваются на колебаниях решетки (фононы) и замедляются. Ток устанавливается в равновесное состояние, когда ускорение и замедление имеют равные величины, и когда мы проводим анализ цепи, мы предполагаем, что цепь пришла в это равновесное состояние. Например, закон Ома применим только в равновесии.

Проблема идеального проводника с нулевым сопротивлением заключается в том, что электроны не рассеиваются на фононах и, следовательно, не замедляются. Это означает, что если бы мы приложили напряжение к этому проводнику, электроны просто продолжали бы ускоряться, а ток увеличивался бы линейно со временем без какого-либо верхнего предела. Цепь никогда не может достичь равновесия, и поэтому мы не можем анализировать ее обычным способом.

Ускорение электронов происходит внутри батареи или любого другого источника питания. Когда каждый электрон проходит через батарею, его кинетическая энергия увеличивается на Δ Т "=" е В , где е - заряд электрона и В напряжение аккумулятора. Как только электроны покидают батарею, они не подвержены никакому полю и просто движутся по (идеальному) проводнику с постоянной скоростью, которая увеличивается с каждым проходом через батарею.

В проводнике с сопротивлением разность потенциалов возникает из-за того, что электроны в проводе толкают электроны перед собой. Электроны проводимости ведут себя как газ, который немного больше сжимается на входе в проволоку, чем на выходе. Если использовать гидравлическую аналогию, то можно сказать, что давление электронного газа выше в начале проводника, чем в дальнем конце. Падение потенциала на проводнике аналогично падению давления в гидравлической аналогии. Однако в проводнике с нулевым сопротивлением нет «перепада давления», потому что нет сопротивления потоку.

Большое спасибо за ваш ответ. Но мои первоначальные вопросы все еще остаются. 1. Из вашего ответа я вижу две противоречащие друг другу вещи. Во-первых, электроны ускоряются внутри идеального провода, так как нет противодействия, а только ускорение за счет электрического поля, а во втором абзаце вы также говорите, что когда электроны входят в провод идеи, они не подвергаются никакому полю. Как примирить эти два утверждения? 2. У меня вопрос: верно ли утверждение, что в идеальном проводе электрическое поле равно нулю? Если да, то почему?
Если внутри идеального провода существует электрическое поле из-за батареи, то почему мы говорим, что оно должно быть равно нулю? Что делает его нулевым внутри провода?
@DevanshMittal Хм, хорошо, да, я немного неясно выразился. Мне нужно выйти сейчас, но я вернусь к этому, как только вернусь.
Дело в том, что внутри провода два электрических поля - 1. За счет аккумулятора и 2. За счет накопления заряда на сопротивлении. И эти два электрических поля нейтрализуются внутри провода, так что суммарное электрическое поле внутри идеального провода становится равным нулю? Любезно подтвердить.
Большое спасибо, сэр, за ваш добрый ответ. Я много борюсь с этими и подобными вопросами. Пожалуйста, дайте мне немного времени. Я буду вам очень признателен. Вы человек с великодушной репутацией. Я хочу учиться у такого эрудированного человека, как ты. Спасибо, сэр.
Сэр, я все еще жду вашего ответа.
@DevanshMittal Я думаю, что было бы лучше обсудить это в чате по физике . Я буду в этой комнате в течение следующих нескольких часов.
Конечно, сэр. Спасибо.
Как электрическое поле внутри идеального провода с током может быть равно нулю?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v