Всегда ли требуется разность потенциалов для тока?

Постоянные токи
Постоянными токами называют токи, протекающие без рассеяния энергии и, следовательно, не требующие постоянного смещения напряжения. Это, в частности, токи в сверхпроводниках (уже упомянутые в ответе @kruemi), а также токи в некоторых мезоскопических устройствах , где энергия не может рассеиваться из-за размерных эффектов (например, отсутствие эффективной связи с фононной ванной и/или ограничения на изменение импульса электрона). Однако обратите внимание, что токи в микромасштабе обычно не следуют тем же правилам, что и для обычных схем - в частности, описание схемы с сосредоточенными параметрами не работает (см. Также мой ответ на дискретность напряжения при достаточном увеличении? ).

диффузионные токи и т.д.
В качестве менее экзотических вариантов можно назвать диффузионный ток, где ток обусловлен разницей концентраций электронов, а не смещением. Однако его трудно поддерживать в течение длительного времени, и он обычно сосуществует с обычным ( дрейфовым ) током, как, например, в p-n-переходах .

Термоэлектрические и другие явления.
Соотношения Онзагера предсказывают ряд явлений, в которых ток может возникать в результате пространственного изменения других термодинамических параметров. Диффузионный ток выше можно рассматривать как результат градиента химического потенциала. Другой известный случай — термоэлектрические явления. Их часто выражают в терминах напряжения на клеммах устройства из-за накопленного заряда, но в целом это на самом деле токи.

. . . . мы используем ячейку, чтобы вызвать ток в цепи, а затем удаляем ячейку, чтобы цепь не разорвалась.

Цепь, есть ли разрыв или нет, теперь может рассматриваться как имеющая индуктивность, сопротивление и емкость, причем емкость легче визуализировать, если в цепи есть разрыв.
Однако даже без перерыва существует емкость, как объясняется в статье Википедии о паразитной емкости .

Что произойдет дальше, зависит от относительных значений емкости, индуктивности и сопротивления, но в основном это будет система с демпфированием LCR, которая может быть чрезмерно демпфирована (ток падает до нуля экспоненциально), критически демпфирована (ток падает до нуля в кратчайшее время). или сверхдемпфированный (ток совершает затухающее простое гармоническое движение).

. . . . означает ли это, что через сверхпроводник будет течь постоянный ток даже после удаления источника напряжения, поскольку нет сопротивления, замедляющего его?

Способ возбуждения сверхпроводящего магнита поясняется ниже.

Нагреватель переключателя, сверхпроводящий переключатель и сверхпроводящий магнит погружены в криогенную жидкость ниже температуры, при которой сверхпроводящий переключатель и сверхпроводящий магнит становятся сверхпроводящими.

Нагреватель включается и нагревает сверхпроводящий ключ до температуры, при которой он уже не является сверхпроводником.

Включается источник питания магнита и ток, проходящий через сверхпроводящий магнит, а не через сверхпроводящий ключ, медленно увеличивается до требуемой величины.

Нагреватель выключается, поэтому температура сверхпроводящего переключателя падает до тех пор, пока он не станет сверхпроводником.

Питание магнита отключается и по цепи, состоящей из сверхпроводящего ключа и сверхпроводящего магнита, проходит постоянный ток.

Во-первых, очень сложно удалить источник напряжения без разрыва цепи. Но в теории так оно и должно работать. Если вы хотите попробовать, используйте катушку индуктивности, чтобы пропустить через нее ток, а затем просто закоротите аккумулятор. Поток через индуктор будет продолжаться некоторое время, пока энергия не рассеется из-за внутренних сопротивлений.

поэтому энергия магнита медленно истощается), поэтому магнит необходимо снова «перезапустить» ... Энергии в этих катушках огромны (мы говорим о GJ). Так что у них есть конструкции, чтобы избавиться от энергии в течение секунды, например, если по какой-то причине часть магнита становится слишком теплой. Это означает, что на короткое время они пропускают ток через железные стержни над землей и преобразуют около 1 ГВт электроэнергии в тепло (что эквивалентно небольшому ядерному реактору). В других магнитах у них есть нагреватели для нагрева всего магнита, поэтому энергия рассеивается по всей длине магнита в случае аварии. Так что у них есть конструкции, чтобы избавиться от энергии в течение секунды, например, если по какой-то причине часть магнита становится слишком теплой. Это означает, что на короткое время они пропускают ток через железные стержни над землей и преобразуют около 1 ГВт электроэнергии в тепло (что эквивалентно небольшому ядерному реактору). В других магнитах у них есть нагреватели для нагрева всего магнита, поэтому энергия рассеивается по всей длине магнита в случае аварии. Так что у них есть конструкции, чтобы избавиться от энергии в течение секунды, например, если по какой-то причине часть магнита становится слишком теплой. Это означает, что на короткое время они пропускают ток через железные стержни над землей и преобразуют около 1 ГВт электроэнергии в тепло (что эквивалентно небольшому ядерному реактору). В других магнитах у них есть нагреватели для нагрева всего магнита, поэтому энергия рассеивается по всей длине магнита в случае аварии.погасить событие .

Не уверен насчет Галилея здесь и сверхпроводников, я отвечу на реалистичный и простой вопрос. Как указывали другие, в реальной цепи всегда есть емкость, даже паразитная, поэтому действие по отключению источника ячейки (как бы быстро и без токов утечки вы ни могли это сделать в реальности) означает, что емкость будет действовать как источник и будет переходный ток И разность потенциалов.

Чтобы добавить к другим ответам, связанные (или намагничивающие) токи в постоянных магнитах являются примером токов, которые не рассеиваются или, по крайней мере, рассеиваются очень медленно. Это можно рассматривать как пример постоянных течений, которые Роджер Вадим упоминает в своем ответе.

Вы можете сделать электромагнит, намотав проволоку на кусок стали. Предположим, что сталь изначально размагничена. После того, как вы запитаете электромагнит от батареи, а затем отсоедините батарею, стальной сердечник сохранит некоторую остаточную намагниченность (при условии, что ток намагничивания был достаточно высоким), создавая магнитное поле. Закон Ампера гласит