Ток при сопротивлении 0

Но как может быть ток без электронного потенциала (напряжения)?

В случае отсутствия сопротивления ток (когда-то протекавший) не требует напряжения для продолжения протекания. Если запустить ток в сверхпроводнике, то даже без приложенного напряжения он продолжает течь.

Не требуется никакой силы, чтобы держать мяч в движении, если нет сопротивления. Точно так же не требуется никакого напряжения, чтобы поддерживать ток, если нет сопротивления.

Вы правы в том, что если у вас идеальный изолятор ($R=\infty$), то любое приложенное напряжение по-прежнему будет производить нулевой ток. В реальном мире идеальных изоляторов не существует. В какой-то момент напряжение будет достаточно сильным, чтобы перемещать заряды по материалу.

В цепях с областями большого сопротивления мы можем безопасно игнорировать области с очень малым сопротивлением, потому что это не оказывает существенного влияния на поведение цепи. По этой причине поведение простой схемы моделируется совершенным ($R=0$) проводники.

Почти в любой схеме реального мира это не так. Провода имеют положительное (если небольшое) сопротивление. Ток может подняться достаточно высоко, чтобы представлять опасность, но он не бесконечен.

Даже если рассматривать сверхпроводник как провод (где сопротивление действительно равно нулю), он все равно имеет значение индуктивности. Когда сопротивление очень мало (или равно нулю), индуктивность становится значительной. Это предотвратит увеличение тока быстрее, чем определенная скорость.

я теоретически могу быть кем угодно

РЕДАКТИРОВАТЬ: О, вы имеете в виду ток,$I$, а не местоимение я....

Закон Ома применяется только к компонентам, которые могут подчиняться закону Ома. Это наблюдательный, феноменологический закон. Если R действительно равно нулю, то связь между током в цепи и падением потенциала определяется чем-то другим. Нить накаливания в лампе накаливания большую часть времени подчиняется закону Ома, хотя сопротивление изменяется с изменением температуры.

Однако, если циклически переключать приложенное напряжение достаточно медленно, можно создать отрицательный наклон на кривой V/I, указывающий на отрицательное сопротивление. Я не уверен, что это означает, потому что я не знаю, действительно ли нить накала является омическим сопротивлением в этот момент.

В сверхпроводящих цепях нет сопротивления и падения потенциала. Ток производится индуктивно с использованием переменного магнитного поля.

Бесконечное значение R можно получить, перерезав провод в петлевой цепи. В этом случае I = 0, и V действительно может быть любым, пока электрическое поле в зазоре не станет слишком большим для любого материала, находящегося в зазоре. Тогда зазор станет проводящим. Так рождается молния.

В короткозамкнутой цепи ток определяется внутренним сопротивлением источника питания. скажем, сопротивление источника питания составляет 1 Ом, а напряжение питания составляет 35 вольт, источник питания будет подавать 35 ампер в короткозамкнутую цепь. Вы не будете измерять падение напряжения на проводе, замыкающем источник питания, но будет падение напряжения внутри внутреннего сопротивления источника. В большинстве случаев это приведет к повреждению или выходу из строя источника питания, если он не имеет схемы ограничения тока. Таким образом, даже если у вас нет внешнего резистора, в цепи все равно есть сопротивление. Даже аккумуляторы имеют внутреннее сопротивление. Я понимаю, что это не объяснение физики, но я инженер-электрик, поэтому я уверен, что так оно и работает.

Идеальное короткое замыкание — это такой элемент цепи, напряжение на котором равно нулю при любом сквозном токе. Можно представить себе идеальное короткое замыкание двумя способами:

(1) как идеальный резистор в пределе$R \rightarrow 0$

(2) как идеальный источник напряжения, где$V_S = 0$

В обоих случаях есть ток без напряжения. Это не обязательно противоречие, как может быть поток без давления (или движение без силы).

Точно так же идеальная разомкнутая цепь - это элемент цепи (двойственный идеальному короткому замыканию), для которого сквозной ток равен нулю при любом напряжении. Идеальную разомкнутую цепь можно представить двумя способами:

(1) как идеальный резистор в пределе$R \rightarrow \infty$

(2) как идеальный источник тока, где$I_S = 0$

Каждая форма энергии имеет инерцию. Иметь массу$m$со скоростью$v$. Он не остановится просто так, если не будет силы, которая заставит его остановиться. Таким же образом, есть ток$I$. Он не остановится, если не будет применена «сила».

На нашей прекрасной Земле трение останавливает массу$m$. И сопротивление останавливает ток$I$. Но в космосе нет трения, а масса$m$не могу остановиться. А в сверхпроводящих материалах нет сопротивления и тока$I$не могу остановиться. (Кстати, именно поэтому аппаратура МРТ так долго генерирует мощные магнитные поля: имея ток в сверхпроводящих материалах с нулевым сопротивлением без источника напряжения).

Инерция, связанная с током, зависит от магнитной энергии в магнитном поле, связанном с током. Потому что ток является источником магнитного поля.

О$R\to\infty$, тока нет. Именно это и происходит в электростатике. У вас есть произвольные напряжения и электрические поля, но примерно нет тока.

«Короткий» ответ: у вас не может быть короткого замыкания как такового.

Помимо сверхпроводников, у всего есть сопротивление. Даже свободные электроны в состоянии покоя имеют небольшую массу и лишь немного сопротивляются приложенному напряжению. Поместите эти электроны внутрь чего-нибудь, и сопротивление может только возрасти. (Опять же сверхпроводимость в сторону. Это происходит не случайно.)

Схемы предназначены для работы в определенной оболочке, где каждая отдельная часть работает правильно. Это означает, что ток в каждом проводе должен быть достаточно низким, чтобы напряжением на проводе можно было пренебречь. Такими терминами пренебрегают ради понимания того, что делает схема.

Сложные схемы часто моделируются с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования, работающего с полным физическим описанием конечного продукта. Обычно учитываются размер и форма всех проводов, что приводит к «схеме», в которой никакие детали не соединены напрямую, кроме резисторов. Если такая симуляция обнаружит проблему, разработчик может отследить ее до провода, который не является идеальным коротким замыканием. (И решение обычно состоит в том, чтобы получить провод большего размера.)

Точно так же воздушные зазоры могут стать проводящими при достаточно сильном электрическом поле. Я не встречал симулятора, включающего такой автоматический анализ, но инженер, проектирующий высоковольтную электронику, всегда должен уделять особое внимание изоляции.

Линии, проведенные между элементами схемы, являются фикцией, основанной на всех других предположениях, которые использовались при разработке схемы. Виды отказов могут просто не описываться схемой. При отображении чрезмерного тока через провод на схеме или в системе уравнений вы должны удалить провод ластиком и заменить его резистором.