一根长电线通了电,当关闭电源后问:电线中的电哪去了?
来源: 作者: 发布时间:2022-12-25 09:06:02 浏览量:要想知道电去了哪里?先得了解基本原理。
我个人认为:电其实就是一种能量,单纯的导线中是不存在带电粒子堆积的情况的。
1、相关原理从原理上说,电流就是电荷的定向运动。
而电荷是物质的一种物理属性。
一般原子核带正电荷,电子带负电荷。
电荷之间会产生库仑力相互作用,作用的方向是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
在自然条件下,最终都会趋向于电荷平衡。
在未通电状态下,电线中所有原子核和电子虽然都带电荷,也在做无规则热运动,但整体已经处于电荷平衡状态,对外表现出零电势状态。
而电源则不同,正极堆积了大量的正电荷,负极堆积了大量的负电荷。
他们之间存在电势能。
在电源接通的瞬间,整个闭合电路会立即产生一个电场。
电场会对整个闭合电路中所有带电粒子产生电场力。
带电粒子在电场力作用下会发生定向移动,这就产生了电流。
由于,电场的传播速度和光速相同,是3X10^8m/s。
所以,接通电源的瞬间,无论多长的导线,基本都是瞬间就有电子在移动。
但值得注意的是,电场传播速度不等于电子移动速度。
当关闭电源的瞬间,作用于电路中的电场瞬间消失。
电路中所有带电粒子因为失去了电场力,在附近的原子核作用力下,重新做着无规则的热运动。
同时,根据基尔霍夫电流定律:电路中任一个节点上,在任一时刻,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。
所以,长电线的两端流入和流出的电荷是相同的。
自然电线中也就不存在堆积的电荷。
停下的电子恰好维持了原子核的电荷平衡。
值得注意的是:这里的电路是不能包含电容类的元器件。
因为电容会堆积带电粒子,不适用基尔霍夫电流定律。
2、比喻说明前面说的理论听起来比较不好理解。
下面举一个“击鼓传花”的例子来说,或许更好理解一点。
电源:正极就好比空花瓶仓库,负极好比鲜花仓库;导线:就好比一群人站成一个队列。
自然状态下,每个人手里都抱着1个花瓶,手上拿着一支鲜花。
电场:就是击鼓传出的鼓声,它可以快速传遍整个游戏场地。
开关:就是击鼓人。
当击鼓人敲响鼓声,队伍中的每一个人都会在鼓声的作用下,不约而同将手中的鲜花传递给下一个人。
同时从上一个人手中接过鲜花。
鼓声一响,整个队伍同时行动。
整体看起来,好像鼓声1响,鲜花就走了1圈。
其实,只是鼓声迅速到达,鲜花的流动作用力迅速到达。
对于整个队伍来说,在任意时刻流入和流出的鲜花是相同的(基尔霍夫电流定律)。
当击鼓人停止击鼓,队伍听不到鼓声,迅速停止了传花。
每个人手里又回到了只有1个花瓶和1支鲜花的状态,并不会堆积鲜花在手上。
总结通过理论和比喻说明,应该比较好理解电线中的电去哪里了。
正确的答案应该是,电本身是一种能量传播。
根据基尔霍夫电流定律,导线中是不可能堆积带电粒子的。
除非你中间串联一个电容进去。
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