Почему ток не течет по проводу с разомкнутой цепью, соединенному с замкнутой цепью?

Я знаю, что ток течет от более высокого потенциала к более низкому. Мне было интересно, почему он не течет в сторону точки «а» и почему он не делится на « i_y » и « i_x »? А если бы это произошло, то он застрял бы внутри разомкнутого провода в точке «а», а ток « i_y » направился бы обратно к источнику. Вот я и подумал, каков потенциал разомкнутой цепи на этой картинке и достаточно ли он ниже, чтобы в ней протекал ток i ?

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Вы сами отвечаете на этот вопрос. i_x == 0, потому что каждое правило гласит, что столько заряда, сколько поступает в эту ветвь, должно одновременно возвращаться обратно. Итак, ваш вопрос «почему он не течет» не имеет смысла — вопрос, который вы должны задать себе, будет «почему он должен течь?»
@MarcusMüller так и должно быть, потому что « возможно » открытый провод имеет меньший потенциал, чем провод позади точки «а». плюс, он возвращается?! зачем возвращаться?
текущий выбирает самый легкий путь; воздух имеет огромное сопротивление по сравнению с проводом, и если этот зазор представляет собой воздух, а источник переменного тока, через воздух будет протекать очень небольшое количество тока из-за емкостной связи.
@ user16307 Текущий не «выбирает самый простой путь». Ток «выбирает» все пути обратно пропорционально сопротивлению этого пути.
Это тот случай, когда аналогия с водой в трубе не работает. Если перерезать провод, по которому течет электрический ток, электроны не вывалятся на пол; они перестают течь.
@Matt Мистер Сименс сказал бы, что он пропорционален проводимости. Проводимость обратна сопротивлению.
@Chu На самом деле, это все еще работает. Аналогией с водой в трубе может быть «труба забита/забита/закрыта».
@IwillnotexistIdonotexist, если я открою вентиль, потечет вода; если я размыкаю переключатель, ток не течет. Аналогии могут сбивать с толку, и их следует использовать с осторожностью — помните, что аналогии обычно используются, чтобы помочь студентам, а не экспертам.

Ответы (5)

В установившихся условиях ток в этой ветви не может течь, как говорили другие. Потенциал на конце этого провода равен потенциалу в начале ответвления, так что толчка нет. В нулевой момент времени потенциала нет нигде, кроме источника. Когда питание включается в первый раз или переключатель замкнут, носители заряда начинают двигаться по линии (для простоты мы будем использовать положительное соглашение). В это время подача не знает, что конец линии открыт, поэтому она будет продолжать качать.

Когда наши дружественные носители заряда врежутся в разомкнутую цепь, они начнут накапливаться до тех пор, пока не станут достаточно сильными, чтобы сопротивляться потоку. Затем система вернется в равновесие, и в этот момент носители больше не будут течь по открытому концу линии. Потенциал будет тот же. Вы можете провести эксперимент с генератором импульсов, осциллографом и коаксиальным кабелем и посмотреть на форму волны напряжения, которая появляется в конце линии.

Теперь в зависимости от физической структуры линий и скорости входного сигнала могут происходить более интересные вещи. Например, высокочастотный сигнал может найти путь связи и излучаться подобно антенне.

Я понятия не имею, поможет ли это вам или кому-либо еще, но ваш вопрос « Мне было интересно, почему он не течет в сторону точки «а» и почему он не делится на «i_y» и «i_x»?» заставляет меня задуматься что вы воображаете, что ветвь «а» может принимать ток.

Если бы я мог использовать аналогию с дорогой и движением, это могло бы выглядеть так:

введите описание изображения здесь

Рисунок 1. Вверху: разомкнутая цепь. Внизу: замкнутая цепь.

Как показано на рис. 1, вся дорожная сеть заполнена автомобилями. Когда переключатель замкнут и движение разрешено, все транспортные средства в замкнутом контуре выравниваются и начинают движение. В тупиках нет ответвлений, так как нет места и нет выхода для транспортных средств. (Главная цепь уже заполнена и не может вывести транспортное средство из одного из тупиков.)

Вы можете провести аналогичные аналогии с водяными насосами и т. д., но важно понимать, что система уже заполнена. Нет пустот, в которые «протекал бы ток».

Я хотел бы иметь графические навыки. Я бы сделал гифку!
Хм, а как ты их рисуешь? О_О
Перерисуйте схему с помощью CircuitLab, сделайте снимок экрана, вставьте в Inkscape на один слой и заблокируйте. Поиск изображения для значка автомобиля, захват экрана очень плотно, чтобы сэкономить время, делая его прозрачным фоном. Вставьте в Inkscape на другом слое. Скопируйте и вставьте столько, сколько требуется. Используйте «H» и «V», чтобы перевернуть некоторые из них. Сделайте снимок экрана, сохраните и загрузите. Наверное минут десять работы. greenshot.org для захвата экрана.

Там нет потенциала! это как бросать мяч, когда нет гравитации, что произойдет? петля должна быть замкнута, чтобы протекал ток.

Я просто подумал, может быть, он имеет меньший потенциал, чем провод заряда (провод позади точки «а»), поэтому по нему будет течь ток.
"может быть, он имеет". Это не так. Как это должно быть? Физика — это не игра «может быть, я могу представить причину» — вам нужна причина для следствия.
сказал тебе причину! просто я не уверен в этом, недостаточно изучил это, чтобы быть уверенным! Незаряженный провод имеет меньший потенциал, чем заряженный провод, незаряженный провод находится на пути тока, протекающего от заряженного провода, поэтому он идет к незаряженному проводу из-за его меньшего потенциала. какой-то друг только что сказал мне, что он «действительно» входит внутрь, его слишком мало, и он течет только в течение короткого времени, и в это короткое время он имеет очень небольшую потерю энергии из-за собственного сопротивления провода.

В точке а имеется небольшой ток смещения . Я был в точке а . Я почувствовал это. Он научил меня многому в области электробезопасности.

Эффект аналогичен гидравлической линии, которая не находится под давлением, но полностью заполнена маслом. Когда вы открываете клапан, чтобы подключить его к источнику с давлением 2000 фунтов на квадратный дюйм, масло сжимается очень и очень слабо, и возникает этот мгновенный «всплеск» потока при давлении 0,05 бар . Затем он уравновешивается, и поток останавливается.

По сути, это размещение электростатического заряда на проводе за . Это можно измерить или рассчитать, но это несущественно , если только физический материал за пределами а не является достаточно большим или напряжение не является достаточно высоким. Я могу сказать вам, что смещение металлической крыши площадью 20 000 квадратных футов до 600 В заметно.

Вы можете думать об этом как о небольшом конденсаторе.

АС - другое дело. Этот крошечный ток смещения будет протекать каждые полпериода, или, скорее, почти все время, поскольку он изменяет электростатический заряд.

Но есть короткое замыкание между двумя ветвями. Перепада давления масла не будет.
@ Транзистор, я имею в виду, как на вашем рисунке, в точке «а» машины будут немного приближаться. Не больше, чем фактическая емкость провода, слишком маленькая, чтобы ее можно было моделировать для разумной длины провода или низкого напряжения.

В состоянии разомкнутой цепи констатировать, что между ними присутствует напряжение на пересечении "а" источника, то есть ток равен нулю, рассеивание мощности равно нулю. P=IE, i равно нулю, и любой множитель на ноль равен нулю.

В разомкнутой цепи концевой провод между двумя точками имеет бесконечное сопротивление I= V/R v/infinite. Я = ноль.