假設乙個電子電路,將一條導線截斷,然後將導線兩端無限接近(但是不觸碰在一起),電路有導通可能嗎?

時間 2021-05-08 06:21:33

1樓:lankejushi

提問本身就存在問題。

所謂「兩個物體接觸」,其實就是彼此表面原子(分子)的無限接近(更準確的說法是接近到奈米級別以內)。因此,怎麼可能「無限接近」了,還不碰觸在一起?

最後,就算按照你的思路,兩端無限靠近後,這無限接近的兩端面之間存在電勢差(電壓),空隙間必然產生非常強的電場,估計空隙小的連空氣分子都無法容納了、就算能容納也只能容納一層分子,這樣薄的一層空氣分子稀稀拉拉的,毫無絕緣作用可言,極強的電場力可以將自由電子甚至表層的束縛電子強行拉出表面而導電。

2樓:你沉迷啥時候呢

空氣擊穿電壓一般為3kV/mm

低壓一般指家用電壓等級,有220伏和380伏,380是動力電所以我不嚴謹的覺得會導通。

ps:您可以想一下,打火機的壓電晶體能產生的瞬時電壓可是不需要接觸到你就可以電得你一顫

所以把距離和電壓都縮小還是會電你一下的。

3樓:「已登出」

無限接近而不接觸,這句話其實沒多大意義,也就是其實這個問題沒有多大意義,只有定性而沒有定量,無限接近算巨集觀級別,還是原子級別,還是亞原子級別?

將斷開的兩端變為電容兩極,這個問題的意義就大了。這個時候趕緊學微積分,麥克斯韋方程組中有乙個叫做位移電流的概念。

4樓:Hsn Tan

直接電弧效應就能很好的解釋,只要電壓夠強,電弧產生就ok。至於導電性,模擬電阻大小應該跟距離正向相關,而且還應該考慮介質問題。

5樓:二寶歐巴

是可以導通的。首先,無限接近這個概念就已經是觸碰在一起了,就好比說難道連線在一起的導線就是連在一起的嗎?他們也是無限接近的。

其次,就算不抓無限接近的概念,很接近的話,電容量很小,電壓一定的話也可以導通的!

6樓:

更正題主乙個錯誤,相互靠近的兩個原子、分子之間確實是有分子間相互作用力,但是共振能或者分子軌道的形成會使整個體系的能量降低,從而相互結合,比如氫氣分子的形成。導體的導電是因為金屬原子之間形成了能帶。無限近的時候估計兩塊導體能帶也相互結合而導電吧。

ps為啥有能量最低原理?反正我是不懂。感覺和玻爾茲曼分布多多少少有點關係。才疏學淺_(:з」∠)_

7樓:

@Patrick Zhang 老師說了直流和低頻情況下的問題。

但是在高頻情況下,空氣絕緣可以看作乙個電容。例如無線通訊的兩個天線就可以看作是被切斷了的導線。依靠空氣這個電容耦合在一起。

所以把一根導線切斷了,可以近似得看成是串聯了乙個電容。只有高頻訊號能通過,直流訊號都被截斷了。

8樓:「已登出」

高壓擊穿(電弧)放電的本質是因為電場強度過大。所謂的高壓是相對的。

簡單的平行板模型: ,相同電壓V下,距離d越小,則電場E越大。

9樓:陳永駿

請定義實際意義上的無限接近但不接觸

畢竟換個角度沒有兩個巨集觀物體真正接觸到對方,因為微觀上表層的電子會互相排斥…

無限接近但不接觸這樣的純數學模型在現實世界中的意義有限。

10樓:Patrick Zhang

題主的這個問題有點意思,既有物理意義,又有工程意義,挺好!

題主已經說得非常明白,就是在空氣中考慮問題。我們看下圖:

上圖中,我們不抽氣,當然電壓還是要建立起來的。由於氣體放電管內的線路事實上是斷開的,按道理應當沒有電流流過。

首先,我們來看氣體放電管內的氣體間隙空間中發生了什麼:

(1)光電離

光電離的條件是:

其中h是蒲朗克常數,Wyl是中性粒子的電離能。

光的頻率越高,波長越短,電離作用就越強。 射線、宇宙射線、紫外線都具有較強的電離作用,可見光則幾乎不引起氣體電離。

電離後的氣體在電場的作用下分別向兩極運動,陰離子(電子)向著陽極,而陽離子(失去外圍乙個或者數個電子的原子)向陰極運動。它們很可能在半路就被復合掉了,但若數量較多,則有部分會到達兩極,於是就形成了非常微弱的電流。

(2)電場電離

電場電離又叫做碰撞電離,它是帶電粒子碰撞中性氣體分子引起的。

(3)熱電離

氣體粒子由於熱運動而產生的電離。不過,這裡的溫度在3000K到4000K以上。

我們再看兩個極板上發生了什麼。注意:極板當然是由金屬材料構建的。

(1)熱發射

由物理學我們知道,在一定溫度下,金屬材料表面的自由電子可能獲得足夠的動能,超越金屬材料的表面晶格電場勢壘而逸出。乙個電子逸出金屬表面所需要的能量叫做逸出功,單位是電子伏特。部分金屬材料的逸出功如下:

根據量子力學,對於乙個潔淨的均勻表面,其飽和熱發射電流密度Jd為:

在這裡,A是常數,取值為60.2~120。對於純金屬,A=100;Wyc是逸出功,單位eV;T是金屬表面溫度,單位是K。

熱發射與金屬材料的溫度密切相關。

(2)場致發射

當金屬表面存在較高電場(大於 )時,金屬表面勢壘厚度減小,自由電子可在常溫下穿過勢壘逸出金屬形成發射。

(3)光發射

當光線或者射線照射到電極表面時引起電子的發射。

(4)二次發射

二次發射指的是陽離子以高速碰撞電極,引起金屬電極發射電子。

現在我們看看題主的問題:

如果將一條導線截斷,導線兩端無限接近(但是不觸碰在一起),電路有導通可能嗎?

(當導線兩端無限接近的時候,電壓能否將中間極薄的空氣層擊穿繼而產生電流呢)

以上都是在普通的中低壓電路中,不考慮高壓電弧放電的情況。

事實上,在乙個大氣壓的空氣中,只要電壓大於12到20V,上述氣體電離現象就會出現。氣體放電後,並不一定就一定會出現電弧,出現輝光也是有可能的。下圖就是輝光放電:

由此看來,題主所謂的電極「無限接近」根本就沒必要,只要距離近到一定程度,空氣隙就一定會出現氣體電離,繼而引發輝光放電。若放電條件得到滿足,則系統由輝光放電演變為電弧。

我來給題主描述一下具體圖景吧:

我們把已經切斷的導線相互接近,注意不是無限接近!當距離近到一定程度,電場強度已經足夠高,於是導線的金屬材料會出現熱發射和場致發射,而導線間隙則會出現熱電離和電場電離,它們共同促使空氣分子被擊穿,繼而出現輝光放電,直至弧光放電。

題主不喜歡電弧,但最後的結果必然是電弧。

其實,一旦電弧出現,由於電弧的溫度很高,可達5000~6000K,所以金屬電極材料會因此而氣化。金屬蒸汽的出現又會加劇氣體電離和放電,並使得電弧得以加強。

題主的問題回答完了。

順便給題主提個醒:

1)在GB156-2011《標準電壓》中規定了許多電壓等級。一般地,1000V及以下是低壓系統,3000V到110kV是中壓系統,110kV以上是高壓系統。

2)即便是低壓,例如24V直流電壓,它也會產生電弧現象。

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