極長迴路閉合後電流自何時開始產生?

時間 2021-05-06 18:00:30

1樓:find goo

這個問題實際上是量子現象。

電路中電場以光速傳播,電流永遠只走最優解路徑,不會去搞什麼探測,就算你認為走到路徑一半去改變了電路,電流一樣只走結果最優解,中間你不斷變化電路,電流也只走結果出來的最優解。你一定會疑問,電流為什麼知道我要改變電路,只能告訴你,量子現象就是這麼詭異。

人們己經做了光的雙縫干涉,光的延遲選擇實驗也要做了,在宇宙天文尺寸上同樣做了,利用天文恆星,引力透鏡,雙縫干涉,延遲選擇。時間的延遲,中間改變,不影響最終的結果。最終結果只有整體最優化解,不會出現最終結果的區域性最優解。

2樓:「已登出」

如果是直流電,那麼閉合開關的瞬間肯定是開關的位置先有電流,因為這個瞬間電壓是完全加在開關上的,這個不用說光年的電路,滿足集總電路的尺度上照樣是從開關開始傳遞的。

乙個簡單的例子,考慮一下大電流電路斷開的時候需要滅弧,然後考慮這個過程的時間反演。

其實這個甚至你都不用想電學,只需要定域性原理就好。變化是僅發生在開關上的,因此一定是開關附近的位置先有變化

交流電的問題比較複雜,因為實際上一段沒有閉合的導線上也是有電流的。。。

3樓:胡丟丟

你家水龍頭是不是一擰就出水?

這個問題和水廠安裝到沒加每戶的水管子一樣,且聽我簡單操作一波。

首先,有壓差才有流。

其次,迴路沒有接到一起之前,兩個埠就已經有了電勢差。電勢這個概念總知道吧。

最後,你一接上的一瞬間,高低壓差產生電場,電子獲得電場力的作用產生電流。

【細說】:水廠先用水幫浦把水壓入管道,水管外是低壓,管內是高壓,開水龍頭,水流出來。

補充:這個問題不要想的太複雜,在你提著兩根導線往一光年外跑的時候,電源電動勢導致的壓差就已經以電場的速度(光速)完成了兩根導線埠相對於電源的壓降,這樣如果你距離遠到無窮,電勢為零,當然沒有電流,如果有限遠,兩端口仍然有勢差,則會出現流。(可以了解一下推遲勢的概念)

4樓:奧特曼的大怪獸

眾所周知,電流I=E/R,

但是極長的迴路也是靠電壓,

迴路只要加上電壓就會產生電流,

因此無論多長都好,

主要加上電壓,

電路的全部電子就會定向移動,

電子的定向移動就會產生電流,

所以說電流的產生幾乎是瞬間的事

無論多長,

5樓:楊霖

看完大家的回答,挺想知道 @Patrick Zhang 是怎麼回答這個問題的。但是沒找到他的回答,是刪了嗎?有人截圖嗎?

6樓:江北釣魚郎

以光年為長度單位,用分布式演算法,參照電磁場與電磁波或者微波教程。不需要你開開關,短路和斷路傳輸線都有電磁能量,因此你主要考慮電源接入網路之後電磁能量是怎麼傳輸。

根據我所學的經驗,在不考慮衰減的情況下形成平行雙線結構的電路以電磁波形式傳輸電能。當然實際情況既要考慮衰減又要考慮輻射,電能將快速衰減為0,所以不會傳輸那麼遠。

你非要考慮理想狀態那就把傳輸線的相移算出來,最高為光速,走個幾年吧。

7樓:夢了絕心痕

看到大部分答案竟是懟張工而不是解決問題,是在無語,雖然對張工答案並不認同,但工程師嚴謹態度實在不懂為何會得到這麼多人的抨擊,說炫技什麼的真的是只能說你並非此專業,張工所述大致是乙個大二生應有的電路學知識,甚至是初學電路學就能夠掌握的知識,絕沒有什麼好炫的。

前面說的不認同是指切入問題的角度,私以為應當以電磁的觀點來看待此問題。

8樓:陳嗨森

好像記得高中物理老師說電荷在導線內處處分布,本身移動很慢,但通電時同時向前移動,所以相當於末端被擠出來了,所以就很快咯。不知道是不是我學的太差了,還是我記錯了總覺得不太對,總之不能給我老師摸黑哈哈哈,逃

9樓:初級電工

看了一下各位答主的回答,但是以我的渣能力,好像還是有點沒看懂,有些類似的問題下,回答會糾結到了為什麼要1光年,由此引出巨量的撕逼;那麼為了防止撕逼,我現在將這個問題具體化一下,甚至大家可以實際做一下這個實驗的,我是工程師,思路就是那麼簡單;如下:

假設A,B,C是3個一樣的燈泡,按如下圖接起來

有意思的原理圖

10公里距離,電場的傳遞,按38萬公里每秒的速度計算,大概也需要26us,這個長度的時間在目前的測量能力下,是可以輕鬆測出的,用最便宜的示波器都可以輕鬆勝任,所以大家可以試一下

問題如下:

那麼合上開關哪乙個燈先亮呢?

我覺得是C延後開關閉合時間26us先亮,B延後C燈26us次之,A最後延後B燈26us點亮

分析: 導線就像磁芯一樣,磁芯可以將磁場維繫在自己內部而且衰減少,導線就將電場維繫在自己內部,從而傳輸很遠都很少衰減。當這個電路連線起來的時候,經過4X26us,在開關的靜觸頭對動觸頭間就建立起來了這個電場(正極的電場通過導線到達開關處),合上開關瞬間,電場開始向電池負極傳輸,然後就依次點亮C,B,A

斷開開關哪乙個燈先熄滅呢?

我覺得是A先熄滅,B次之,C最後,且依次延後26us

分析: 開關斷開瞬間,開關的靜觸頭還是低電勢,電場整體會繼續向這邊傳輸,26us後,A燈右邊的電勢已經與電源正極等同,然後A燈就熄滅了,但是A燈右側還是比B燈右側高,所以B燈還會繼續點亮,直到經過26us後,B燈熄滅,然後再 C燈

請問,我的分析對麼......

學渣一枚,學的自動化,沒有學過高頻,電路學的也很渣,不會用傳輸線什麼的理論來分析

所以,以上的一切,都是我猜的

10樓:霍華德

我把我N年前的乙個答案翻出來。

在足夠長的電路中,兩個燈泡的點亮次序孰先孰後?

有乙個動畫超級棒,是對這個過程非常好的闡述:

11樓:靈劍

但還有個問題,這個電流是在哪產生的,怎麼變化?我們在高中學的電路可以叫做集總引數電路學,它忽略電磁場傳播速度問題,乙個迴路始終是乙個相同大小的電流;這對巨大的電路來說是不成立的,它需要用分布引數來考慮,這個例子也是一樣。開關閉合的時候,開關附近立即產生了電流,但電源附近沒有電流,可以看到這是違背基爾霍夫定律的——但對分布引數來說沒什麼大不了的,差的電壓其實是加在了分布式電感上,差的電流則跑到分布式電容裡了。

接下來,電勢降低會以導線中的光速傳播,同時在相應位置產生電流,直到整體穩定。

總結來說,如果閉合前已經達到穩態,開關處立即有電流,電源處需要至少等一年(或一年半,看你用哪個光速計算)。電磁場的作用是局域性的,理解這一點就不難理解這個結果。

12樓:雲中小斑馬

電流的產生是開關閉合後,原子移動乙個原子的位子後產生的。好比於排隊,並不是最後乙個原子到達負極後電流才產生。而是最靠近負極的原子移動一下就產生了。

13樓:

不知道對不對,我還是想要說一句,,以我僅有殘存的高中物理知識來理解這個問題,依舊以水管為例子,電源相當於乙個抽水機,導線相當於一條裝滿水的管子,開關相當於乙個止水閥。當止水閥開啟的瞬間,抽水機兩端瞬間就會有水流通過,水流傳播的速度等於聲波,也就是水下橫波傳遞的速度。模擬電流也是一樣的

14樓:

很欣慰!整理還是掌握在大多數人手中的。

實際電網分析暫態過程還要考慮電網幾何尺寸呢,何況這還是個極長的迴路。

總之如下兩種理論都能回答這個問題:

傳輸線理論(鏈形RLC電路),其實有沒有電阻都無所謂了;

坡印廷定理。

我是懶得寫詳細的答案了,上來只是表明個態度而已。

@見賢思齊 的答案兩方面都涉及到了,大讚!

15樓:

請參考丘關源《電路》的最後一章《傳輸線理論》,或者任何一本工科電類專業的《電路原理》、《電網路理論》教科書。

數位電路PCB設計時有個常識:電路板的訊號走線長度必須遠小於(脈衝)訊號波長,否則就要考慮分布引數效應。就是說,嚴格地講訊號線兩端的脈衝波形是不同步的,二者的相位差就是訊號傳輸時間(基本上就是你問的問題),用稍微好一點的示波器就能測出來。

16樓:青空飛行機

很多問類似問題,比如推比一光年長的杆桿這樣的問題可能都是沒有理解低速條件下的物理現象和高速條件下物理現象的區別,而且需要指出的是很多愛好者理解的高速任然處於低速範圍

17樓:「已登出」

這是乙個有趣的回答,我們來看看@Patrick Zhang 的邏輯,笑。

首先張工說明,我們不知道題主是怎麼想的,大家各自猜測就好。

"試問為何我們身邊配電網沒有見過用超導體?"

這話更是搞笑,用實際工程來否定理想模型?

按這個邏輯,您又何時見過長兩光年的銅線?

這裡更是與上面的言論相矛盾,一口咬定題主問的是實際工程問題。

說到這裡我想到了乙個人。

章金萊老師。

章老師的猴戲造詣高不高?

肯定高。

可為什麼現在這麼多人噴他?

你有其他看法,那是你不尊重原著,是你不理解美猴王的精髓。

張老師的專業知識水平很高我認可。

可人被誇多了,總是會有點飄是不是,總想著指點別人一番來展現自己有多高明是不是?

這是題主的原話,題主到底想問什麼,明白人心裡都有數。

18樓:

瀉藥,我看了一下下面的回答,大家針鋒相對,好像爭論的很....

個人認為,本題不適合採用「路」的理論,而應採用「場」的理論,畢竟,電路是電磁場的一種特殊情況,是有適用條件的,學過電路理論的同學,應該記得,

在第一節課時就會被授課老師強調,要時刻電路中的各種定理的使用條件....

具體的,有些答主充電磁場角度解答的很清晰,我就不班門弄斧了...

題主若是高中生,看看各種從電磁場角度回答的答案就好,當前沒有比較深究....或許某些答案會超出你的某些認知,但是你都提到光年了,應該也接受了一些光速下的某些物理結論...

若是學電氣的大學生,去圖書館借本電磁場權威教材,好好翻翻就是,這些是電磁場的一些基本知識,沒神馬可爭論的。

19樓:言和chan

這個迴路存在的時間足夠長的話(具體時間取決於導線形狀),接通開關瞬間開關處就會有電流。

其實只是個短路電容的問題,不短路的時候電容兩端又不是沒有電壓。。。

20樓:

問這個問題前,有沒有想過單純俠義的直流電存在嗎(頻率為0?)?如果「導線」的模型長度比擬「電流」本身波長(打個比方導線長度約為波長10^-3數量級),那麼這個東西能叫「導線」嗎?

這玩意能叫初中教科書裡的閉合迴路嗎?是不是有別的模型可以替代?

話說這玩意已經應用很普遍了,貌似回答裡沒有人具體介紹,汗。

不過那個什麼張的確誤人子弟,此人黑歷史很多,看到牆倒眾人推,我也來一腳。

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