Warum fließt kein Strom in einem offenen Draht, der mit einem geschlossenen Stromkreis verbunden ist?

Ich weiß, dass Strom vom höheren zum niedrigeren Potential fließt. Ich habe mich gefragt, warum es nicht in Richtung Punkt "a" fließt und warum es nicht in " i_y " und " i_x " unterteilt ist? Und wenn es passierte, würde es im offenen Draht am Punkt "a" stecken bleiben, und der Strom " i_y " würde zurück zur Quelle fließen. Hier dachte ich, was ist das Potenzial eines offenen Stromkreises in diesem Bild und ist es niedriger genug, damit der Strom i darin fließen kann?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Diese Frage beantwortest du dir selbst. i_x == 0, weil jede Regel besagt, dass so viel Ladung, die in diesen Zweig fließt, auch gleichzeitig zurückfließen muss. Ihre Frage „Warum fließt es nicht“ macht also keinen Sinn – die Frage, die Sie sich stellen sollten, wäre „Warum sollte es fließen?“.
@MarcusMüller sollte es, weil " vielleicht " der offene Draht weniger Potenzial hat als der Draht auf der Rückseite von Punkt "a". plus, geht es zurück?! warum sollte es zurückgehen?
Strom wählt den einfachsten Weg; Luft hat im Vergleich zu Draht einen enormen Widerstand, und wenn dieser Spalt Luft ist und die Quelle wechselt, fließt aufgrund der kapazitiven Kopplung eine sehr kleine Strommenge durch die Luft.
@ user16307 Current wählt nicht "den einfachsten Weg". Der Strom "wählt" alle Pfade umgekehrt proportional zum Widerstand dieses Pfades.
Dies ist ein Fall, in dem die Wasser-in-Rohr-Analogie nicht funktioniert. Schneidet man einen stromdurchflossenen Draht durch, purzeln die Elektronen nicht auf den Boden; sie hören auf zu fließen.
@Matt Mr. Siemens würde proportional zum Leitwert sagen. Die Leitfähigkeit ist das Gegenteil des Widerstands.
@Chu Eigentlich funktioniert es immer noch. Die Wasser-im-Rohr-Analogie wäre „Rohr ist verstopft/verstopft/mit Ventil abgesperrt“.
@IwillnotexistIdonotexist, Wenn ich ein Ventil öffne, fließt Wasser; Wenn ich einen Schalter öffne, fließt kein Strom. Analogien können verwirrend sein und sollten mit Vorsicht verwendet werden - denken Sie daran, dass Analogien normalerweise verwendet werden, um Studenten zu helfen, nicht Experten

Antworten (5)

Unter stationären Bedingungen gibt es keinen Platz für den Strom in diesem Zweig, wie andere gesagt haben. Das Potential am Ende dieses Drahtes ist gleich dem Potential am Anfang des Zweigs, also gibt es keinen Schub. Zum Zeitpunkt Null gibt es jedoch nirgendwo ein Potential außer an der Quelle. Wenn die Versorgung zum ersten Mal aktiviert oder ein Schalter geschlossen wird, beginnen Ladungsträger, sich die Leitung entlang zu bewegen (der Einfachheit halber verwenden wir die positive Konvention). Zu diesem Zeitpunkt hat die Versorgung keine Ahnung, dass das Ende der Leitung offen ist, also wird sie weiter pumpen.

Wenn unsere freundlichen Ladungsträger in den offenen Stromkreis einschlagen, beginnen sie sich aufzubauen, bis sie stark genug sind, um sich gegen den Strom zu wehren. Dann fällt das System wieder ins Gleichgewicht, an welchem ​​Punkt keine Träger mehr das offene Ende der Leitung hinabfließen. Das Potenzial wird das gleiche sein. Sie könnten ein Experiment mit einem Impulsgenerator und einem Oszilloskop und etwas Koax durchführen und sich die Spannungswellenform ansehen, die am Ende der Leitung erscheint.

Je nach physikalischer Struktur der Leitungen und Geschwindigkeit des Eingangssignals könnten nun noch interessantere Dinge passieren. Beispielsweise könnte ein Hochfrequenzsignal einen Kopplungsweg finden und wie eine Antenne abstrahlen.

Ich habe keine Ahnung, ob dies Ihnen oder jemand anderem helfen wird, aber Ihre Frage: " Ich habe mich gefragt, warum es nicht in Richtung Punkt "a" fließt und warum es nicht in "i_y" und "i_x" unterteilt ist? ", bringt mich zum Nachdenken dass Sie sich vorstellen, dass der 'a'-Zweig Strom aufnehmen kann.

Wenn ich eine Straßen- und Verkehrsanalogie verwenden kann, könnte sie so aussehen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Abbildung 1. Oben: offener Stromkreis. Unten: geschlossener Kreislauf.

Wie Abbildung 1 zu zeigen versucht, ist das gesamte Straßennetz voller Autos. Wenn der Schalter geschlossen ist und der Verkehr fließen darf, richten sich alle Fahrzeuge in der geschlossenen Schleife aus und beginnen zu zirkulieren. Niemand zweigt in die Sackgassen ab, da es keinen Platz und keinen Ausweg für die Fahrzeuge gibt. (Die Hauptstrecke ist bereits voll und kann kein Fahrzeug aus einer der Sackgassen nehmen.)

Sie könnten ähnliche Analogien mit Wasserpumpen usw. anstellen, aber es ist wichtig zu erkennen, dass das System bereits vorbereitet ist. Es gibt keine Hohlräume, in die "Strom fließen kann".

Ich wünschte, ich hätte grafische Fähigkeiten. Ich würde ein GIF machen!
Hmm, wie zeichnest du die? O_O
Zeichnen Sie den Schaltplan mit CircuitLab neu, nehmen Sie den Schaltplan auf, fügen Sie ihn auf einer Ebene in Inkscape ein und sperren Sie ihn. Bildsuche nach einem Autosymbol, Bildschirmaufnahme sehr eng, um Zeit zu sparen und einen transparenten Hintergrund zu haben. Fügen Sie es auf einer anderen Ebene in Inkscape ein. Kopieren Sie so viele wie nötig und fügen Sie sie ein. Verwenden Sie 'H' und 'V', um einige von ihnen umzudrehen. Screenshot des Ergebnisses, speichern und hochladen. Wahrscheinlich zehn Minuten Arbeit. greenshot.org für den Screengrabber.

Da ist kein Potential! Es ist wie einen Ball zu werfen, wenn es keine Schwerkraft gibt, was würde passieren? eine Schleife muss geschlossen werden, damit Strom fließen kann.

Ich dachte nur, vielleicht hat es weniger Potenzial als ein Ladekabel (das Kabel auf der Rückseite von Punkt "a"), sodass Strom darin fließen würde
"vielleicht hat es". Es hat nicht. Wie sollte es? Physik ist kein „Vielleicht kann ich mir einen Grund vorstellen“-Spiel – man braucht eine Ursache für eine Wirkung.
hat dir die Ursache gesagt! Es ist nur, ich bin mir da nicht so sicher, ich habe das nicht genug studiert, um sicher genug zu sein! Ein ungeladener Draht hat weniger Potential als ein geladener Draht, ein ungeladener Draht ist auf dem Weg des Stromflusses von einem geladenen Draht, also geht er aufgrund seines geringeren Potentials zum ungeladenen Draht. Ein Freund hat mir gerade gesagt, dass es "geht", es ist einfach zu wenig und fließt nur für kurze Zeit, und in dieser kurzen Zeit hat es einen sehr geringen Energieverlust aufgrund des Eigenwiderstands des Drahtes.

Am Punkt a fließt ein kleiner Vorstrom . Ich war Punkt a . Ich habe es gefühlt. Es hat mir viel über elektrische Sicherheit beigebracht.

Der Effekt ist vergleichbar mit einer drucklosen, aber vollständig mit Öl gefüllten Hydraulikleitung. Wenn Sie das Ventil öffnen, um es an eine Quelle mit 2000 psi anzuschließen, wird das Öl sehr, sehr leicht komprimiert, und es gibt dieses vorübergehende "Blip" des Flusses bei einem . Es gleicht sich dann aus und der Fluss stoppt.

Im Wesentlichen wird eine elektrostatische Ladung auf den Draht hinter einer . Das kann gemessen oder berechnet werden, ist aber belanglos, es sei denn, das physikalische Material hinter a ist ziemlich groß oder die Spannung ist ziemlich hoch. Ich kann Ihnen sagen, dass es auffällig ist, ein 20.000 Quadratfuß großes Metalldach auf 600 V vorzuspannen.

Sie können es sich wie einen kleinen Kondensator vorstellen.

AC ist ein anderer Deal. Dieser winzige Vorspannungsstrom fließt jede halbe Periode oder vielmehr fast die ganze Zeit, wenn er die elektrostatische Ladung ändert.

Aber es gibt einen Kurzschluss zwischen den beiden Zweigen. Es entsteht kein Öldruckunterschied.
@Transistor was ich meine ist, wie auf deiner Zeichnung, bei "a" werden sich die Autos ein kleines bisschen näher schieben. Nicht mehr als die tatsächliche Kapazität des Kabels, zu wenig, um eine Modellierung für eine vernünftige Kabellänge bei niedrigen Spannungen wert zu sein.

Geben Sie an, dass bei einem offenen Stromkreis Spannungen zwischen ihnen an "a" der Quelle vorhanden sind, dh Nullstrom, es gibt keine Verlustleistung. P=IE , i ist null und jeder Multiplikator mit null ist null .

In einem offenen Stromkreis hat der Enddraht zwischen zwei Punkten einen unendlichen Widerstand I = V / R v / unendlich. Ist I = Null .

Warum fließt kein Strom in einem offenen Draht, der mit einem geschlossenen Stromkreis verbunden ist?
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