Почему соединение положительной клеммы одной батареи с отрицательной клеммой другой батареи не приводит к короткому замыканию?

Я думаю, что эта картинка отвечает на вопрос:

Клеммы аккумулятора не заряжены. Это просто химическая реакция, которая запускает заряд.

Есть$\text{Zn}$и$\text{CuSO}_4$. Когда они встречаются друг с другом через кабель,$\text{Zn}$отдает 2 электрона$\text{CuSO}_4$и становится$\text{Zn}^{2+}$.

$\text{Cu}^{2+}$из$\text{CuSO}_4$становится$\text{Cu}$и становится электростатически нейтральным, и отделяется от$\text{SO}_4^{2-}$.

Тогда у нас есть$\text{SO}_4$с зарядом -2 и$\text{Zn}$с зарядом +2. Так,$\text{SO}_4^{2-}$движется к$\text{Zn}^{2+}$привязываться друг к другу.

В итоге имеем$\text{ZnSO}_4$и$\text{Cu}$.

С двумя разными батареями это невозможно. $\text{SO}_4^{2-}$некуда идти и заводить новые связи. Таким образом, химический и электрический процесс не запускается.

Предположим, что мы делаем так, как вы предлагаете, и подключаете плюсовую клемму одной батареи к минусовой клемме другой. Первоначально я согласен с вашей оценкой, что между двумя концами провода существует разность потенциалов, и поэтому будет течь ток. Однако заряд течет от одной стороны провода к другой, и этот заряд не может течь обратно к исходной батарее, поэтому должно быть накопление заряда либо на краях провода, либо на клеммах батареи. . Если бы мы использовали только одну батарею, этот заряд прошел бы через химические элементы и вышел через другой терминал, но, поскольку мы используем 2, ему некуда деваться. Я не думаю, что клеточная химия особенно важна. Даже если заряд проходит от входящей клеммы батареи к неподключенной клемме,

Это накопление заряда начнет выравнивать разность потенциалов на проводе. В какой-то момент накопится достаточно заряда, чтобы ток перестал течь.

Я не могу точно сказать, сколько заряда должно пройти, прежде чем ток перестанет течь, но я полагаю, что это будет небольшое количество. В обычной цепи имеется поверхностный заряд, который накапливается рядом с местами изгиба провода, так что электрическое поле всегда направлено в направлении протекания тока (это микроскопический закон Ома). Этот поверхностный заряд обычно довольно мал, порядка нескольких электронов. Я предполагаю, что рассчитать текущий расход для какого-то конкретного случая было бы довольно сложно. Я думаю, вам нужно знать разность потенциалов и геометрию / конфигурацию провода.

Вы должны понимать, что термины положительный и отрицательный являются относительными. Положительная сторона батареи только «положительна» по отношению к «отрицательной» клемме той же батареи. Когда вы подключаете провод от положительной клеммы первой батареи к отрицательной клемме второй, будет течь очень небольшой ток, пока разность потенциалов не достигнет нуля.

Возьмем пример с 2 девятивольтовыми батареями. Если я подключу отрицательную клемму батареи 1 к земле (которую мы условно определим как ноль вольт) и подключу отрицательную клемму батареи 2 к положительной батарее 1, то отрицательная клемма батареи 2 быстро придет в равновесие при относительном напряжении 9 В. К земле, приземляться. Плюс батареи 2 теперь находится на 18 В относительно земли, потому что он всегда на 9 В выше своего собственного отрицательного вывода в равновесии.

Что касается короткого замыкания, чтобы получить короткое замыкание, я должен обеспечить полный круговой путь для прохождения тока. Я могу сделать это, добавив еще один провод между любыми двумя клеммами.

Просто потому, что цепь не завершена. Электроны не могут течь обратно, и без правильного пути они не будут течь.