電流在彎曲的電線中流動，帶電粒子會在宏觀上對電線有作用力嗎？

01-11

就想一條很長的自來水管連著自來水口，這時候猛地擰開自來水開關，水管會在地上跳動起來，在一段時間後整段水管才受力平衡穩定下來一樣。

我知道你想說的是，帶電粒子做機械運動時的慣性

你要知道，帶電粒子產生電流的那種「定向」運動，其實速度是很小的，通常在每小時幾米的量級，比蝸牛還慢，所以這種定向運動對導線的作用力，可以完全忽略，淹沒在熱運動中

會，通常情況下可以忽略。某些場合比如在超導磁體里，這個力相當大，不能不考慮。

定性地說，平行的兩條導線，電流方向相同時相吸，相反時相斥。

對於螺線管線圈，通電後會沿螺線管軸向收縮，徑向膨脹。

我們一般認為電流這種東西是沒有「慣性」的。也就是某一時刻的電流值只取決於那時的電壓值，和之前的狀態無關。

我們用水流類比電流是有條件的，只考慮集總參數的時候，水路和電路的方程有相同的數學形式。我們也可以給水路定義水壓，水流，阻抗，定義「KCL」，「KVL」。

一旦考慮分布參數，水流和電流就沒有共同點了。支配水流的是NS方程，而支配電流的是電流連續性方程，麥克斯韋方程組。

首先說明兩件事：

第一：水管中的水按流體力學的作用，對管道施加作用力。

第二：電線或者導線中的電流對導體本身產生作用力，符合電磁作用力的關係，也即滿足麥克斯韋方程。

流體力學與電磁場理論毫無共同之處，因此兩者沒有任何可比性。

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當導線中流過電流後，且周圍也沒有任何其它載流導線，則此導線將只會出現發熱現象，而不會出現受力現象。

導線電流I與溫升 $au$ 的關係是： $I=f( au )= sqrt{frac{K_{T}MS au }{ ho _{0} (1+alpha heta )} }$ ，

可見，電流與溫升的1/2方成正比，並且完全沒有電動力的問題。

現在，我們假定與這條導線平行地存在另外一根導線，而且這另外一根導線中流過的電流也是I。於是，這兩條導線就會受到電動力的作用。

當電流方向相同時，這兩條導線受到吸力；當電流方向相反時，這兩條導線受到斥力。

設導線之間的距離是d，導線長度是L。則導線間受到的電動力F為： $F=frac{mu _{0} }{4pi } I^{2} frac{2L}{d}$ ，

注意到電動力的大小與電流的平方成正比。

對於普通的電線來說，其中流過的電流不是很大，同時中心距d的值也不大，因此電動力當然也不大。但如果導線中流過短路電流，那麼電動力就大多了。

現在，我們來看一個實例，看看這種電動力能夠有多大。

設，某開關櫃的母線尺寸是60mm X10 mm，設A相與N線之間發生了短路，於是母線流過的電流大小相等而方向正好相反。母線的中心距是100mm，母線長度是20米。假設，這條母線所在的配電系統配備的變壓器容量是1000kVA，低壓側電壓為400V。我們來計算它們之間的短路電動力。

1）計算變壓器額定電流： $I_{n} =frac{1000 imes 10^{3} }{1.732 imes 400} approx 1443A$

2）計算變壓器短路電流： $I_{K} =frac{I_{n} }{U_{K} } =frac{1443}{0.06} approx 24.1mathrm{kA}$

3）計算變壓器的衝擊短路電流峰值： $I_{PK} =ni_{k} =2.0 imes 24.1=48.2mathrm{kA}$

由於A相電流與N線電流方向相反，因此它們之間的短路電動力是斥力。

由母線參數可以求得截面係數Kc=0.93，於是有：

$F=frac{mu _{0} }{4pi }K_{C} I^{2} frac{2L}{d} =10^{-7} imes 0.93 imes (48200)^{2} imes frac{2 imes 20}{0.1} approx 86425Napprox 8818mathrm{kgf}$

也就是說，這兩支母線之間受到的短路電流電動力作用有8.818噸力！這個力著實不小。

比起水對水管產生的衝擊力，不可謂不大。

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我們再來看看水管中的水，當水衝出橡皮管口管道會不斷地擺動，這是水的反作用力在起作用。這種反作用力對於電流毫無用處，並且相對於電流的短路電動力，兩者在強度上也相差巨大。

但對於一般的工作電流，例如荷花池裡的景觀燈，我們並未看見電纜會因為送電而發生顫動。我們不妨簡單地分析一下：

我們把交流電流表達式 $I_{m} sinomega t$ 代入到電動力計算式中，如下：

$F=frac{mu _{0} }{4pi } I^{2} frac{2L}{d} =frac{mu _{0} }{4pi } (I_{m} sinomega t)^{2} frac{2L}{d}$ ，

化簡後得到： $F=frac{mu _{0} }{4pi } frac{2L}{d}I^{2} (1-cos2omega t)$ 。

我們來看下圖：

圖中，電流波形見i ，電動力F的波形見淺灰色的部分。注意到它們的波長關係，正好相差2倍。

我們發現，電動力F可以分成兩個分量，其一是恆定分量F_，見圖中的虛線F_；其二是交變分量F~，見圖中粉色的波形。

由於電動力F是由這兩個分量疊加而成，因此電動力F的最小值是零，最大值是2F_。

因為景觀燈的電流很小，因此電流對電纜產生的電動力作用也很有限。例如電纜中的電流達到1A時，兩條電纜芯線之間受到的斥力大概是0.004N/m。這個力連螞蟻都推不動，電纜當然紋絲不動。

看到這裡，我深信，知友們一定會認識到，原來電流產生的電動力與水產生的衝力，不管是形式也好，定量分析的數值也好，是完全兩樣的，兩者真的毫無共同之處。

沒想到吧，居然荷花池裡景觀燈的導線會有這麼多學問。

是的，是有衝擊力的

不過由於電子的運動速度很慢，重量很輕，所以動量很小

因此在宏觀上並不明顯

但是到微觀上就可以觀察到了，例如電遷移現象

電遷移現象是因為電子流動引起的金屬原子流動的現象，它是導致CPU＆GPU損壞的原因之一

強行回答一發

這道題高中物理學過，先說答案，有影響，但是非常小，非常非常小。。。導體里有電流，是因為電子的定向移動，但是電子在導體裡面的移動速度十分緩慢，跟蝸牛比？蝸牛是高鐵，電子是自行車。。。那為什麼電子移動速度這麼慢，但是電流卻幾乎是瞬間移動呢，因為電子間的相互作用，一個動，大家瞬間響應，於是就有電流了

以上紀念苦逼的高中生活

問題在於電流是否有類似水流的"慣性"。電子的質量或者與導體相互作用的有效質量都太小。相比之下，磁場作用是相當大的。學過一點電動力學就知道磁場是電路中很像"慣性"的東西，會阻礙電流變化。所以，當電流突然增大時，是會有類似水管的運動的。一個真實的實驗是在螺線管中突變電流，產生巨大的力甚至可以讓它炸裂。

也許事情並不你想的那樣，因為這個類比其實很不恰當。電子依並不是從一端流向另一端，只是依次的替換罷了。

題主看到的現象是由反衝引起的，如果水流在封閉、充盈的管道里流動，題主就不會看到這種現象了。有質量的粒子，不管是否帶電，如果在題主描述的環境下加速、噴射，都會產生作用力，只不過多數情形下，我們看到電路都是「封閉、充盈」的。

電纜里電流的產生是因為裡面電子的移動。電子的移動是因為有了電場的作用。電場的移動速度我記得應該是光速。但是電子在電纜裡面移動的速度是極其極其慢的，而且電子的質量又非常的小。這種由於電纜轉彎導致電子運動方向變化，使電子由於慣性產生的衝擊力太小了，幾乎可以忽略不計。

有，但是對於電線影響忽略不計

輸電線路上常見保護性設備有，絕緣子，均壓屏蔽環，招呼角，間隔棒，防震錘。前三重是電氣性能方面的保護，後兩者機械方面的。

在輸電線路上，間隔棒是在防止多條先線路在空中相互撞擊，防震錘防止振動，主要原因還是空氣流動造成的。

有一個很壯觀的場景，就是一條新線路，架設完畢，通電的時候，由於導線上面有油這些東西，通電一瞬間，一條火龍橫跨天際，但是沒有見過火龍還劇烈波動的·······

會有影響。

比如說電動機？陰極射線管？

肯定有，不過電子質量小，速度慢，沒什麼動量，力非常小小小小小

從相對論角度想，物質的相互作用怎樣表現出來。電子也是物質吧，相對更加微小的物體來講，他的變化是有作用力的

左手定則，導線在磁場中的運動就是粒子運動的宏觀體現。