電路理論中,「等電位」的兩點間一定沒有電流嗎?
問題背景:
1、某位電路老師的課程當中提到:因為這A,B兩點等電位,所以其之間沒有電流。
2、百度知道某網友說道:等電位的兩點之間一定沒有電流。
但我覺得這樣的說法並不十分正確。
問題描述:
如圖1,某電橋,ab間施加電壓
點c和點d之間,電位是相等的。cd之間沒有電流流過。因此在求ab間對外等效電路時,可以把內部不流過電流的支路cd拿掉。那麼這樣看來,題目的原結論是成立的。即等電位確實沒有電流。
2、假設現在有另一最簡單的電路。
作為一根導線,ab之間一定沒有電勢差,電位相等。但實際情況卻很容易得知:ab之間是有電流流過的。即此時,由ab等電位並不能確定出ab之間一定沒有電流流過。
問題:以上情況能否說明:「兩點等電位是無法說明兩點間就沒有電流流過的。」也就是說該電路老師的話其實並不嚴謹。是這樣的嗎?歡迎展開討論。
樓上答案好多都錯了。
為什麼一定要有電勢差才能有電流?電流為什麼一定要從電位高的點流向電位低的點?
不是的好不好。想一想boost變換器是怎麼回事吧,電流怎麼能從一個低的電壓節點,流到一個高電壓節點去呢?要舉一個例子來說明等電位的兩點之間存在電流,就想像一個電感好了,兩頭被短路,這時候電位差是0。可是電感會繼續保持之前的電流。理想狀態下,這個電流會一直保持下去。
可以翻我以前的答案來了解boost電路的工作原理。我只能說最後一張圖裡根本沒有a,b兩個點,你要用電路理論去分析的話,它只是一個點,確切的說是一個節點。
大多數(目前是11個)回答都是錯的。
簡單回答,電路理論中兩個節點之間沒有電勢差但有電流,情況很普遍。但如果化簡到初中物理水平,只考慮適用歐姆定律的理想的無源純電阻網路,這個結論是成立的,沒有電壓就沒有電流。××××××××3月7日分割線×××××××××××××××××
受不了評論里一堆p都不懂還拿電感說事的人,我今天就給你們傳授一點人生的經驗:LC振蕩器。不是理工科不要急,學微積分的時候一定學過,最簡單的二階微分方程求解。
電壓為0的時候,電感兩端的電流是0么?不是最大就是最小!
那些沒事就說電感可忽略的人,這裡忽略一下試試?****************************************************************************************************針對題主的例子2,ab根本就是同一個節點,自然無所謂兩點間的電流。覺得自己畫了一條線,其實就是一個點。使用某個理論解釋一個問題前,一定先要搞清楚該理論的適用範圍;你們想過用U=IR解釋電源的存在嗎?電流從低壓流向高壓,負電阻是什麼東西?
評論里一直讓我舉個沒電壓但有電流的例子,這種情況太普遍了,比如:
任意大小直流電通過一個電感傳輸線中相距波長整數倍的兩點對稱三相電的零線
@本傑明 那張有趣的電路圖等等這裡面沒一個是純電阻電路還有人一直jjyy物理實際上一定有壓降,這就是正確的廢話。實際中幾乎找不到沒電阻的導線,不意味著無電阻的器件在理論抽象中也不能存在。世界上沒有不漏電的電容,莫非我們就不研究電容的理論特性了?在電路中,電勢差一詞本身就是不太準確的。電勢差特指靜電場的E*dl,電動勢則是非靜電力部分(Ec+v×B)*DL 而電壓表讀數則是 I*R 。沒「電勢差」有電流的例子很多。如超導體 自身的磁通保持不變 LI+Φ=C 可以始終通有一恆定電流 而迴路中無電動勢。同樣自感線圈由於磁通不會突變也可以做到無電勢差而有電流
這個問題很有意思,它牽涉到兩個事實:第一個事實,導線是有電阻的;第二個事實,在網路中如果兩點間等電位,那麼這兩點間就不會有電流流過。問題1的解答:我們來看看題主的圖:
來計算各個部分的電壓:
電阻R上的電壓:題主估計是學生,他的實際經驗很少。在實際工作中,即使導線電阻很小,但發生短路時,短路電流足以對這段導線施加巨大的發熱作用和電動力作用。
我們來看下圖:圖中已知遮蓋區域的A點和B點等電位,我們可否據此計算出切割區域的輸入端特性呢?
我把這個問題留給知友們吧。===========================看了幾個評論,有點意思。我來給大家解說吧。不過先聲明,我並非中學老師,不善於把複雜的問題用簡單的方法表述出來,只會就事論事。因此往下的內容若超過中學生的知識範圍,則請見諒。第一,題主論點依據的是基爾霍夫電壓定律KVL。KVL成立的條件是什麼?我們看到,題主的假設依據是:E+IR=6-6=0,也即KVL。KVL定律是:電路中閉合迴路的電壓的代數和為零。其實,KVL是有成立的條件的。KVL成立的條件是:1)電路的尺寸不得大於1/4波長;2)電路不能是一個點(節點)。
對於第一個條件,我們知道電磁波的速度是歐姆定律說,電流等於電壓除以電阻第二個圖中,理想情況下,ab「兩點」間電壓為零,電阻也為零,電流是零比零形不定式,結果是不確定的所以 ab 並不是兩點,而是同一點
其實可以很簡單的來解釋這個問題。首先等電位可以分為兩種:自然等位點和強迫等位點。如果在一電路中算出某兩點電位相等,那麼用導線將兩點連接後,連接的導線是沒有電流通過的,這叫兩個自然等位點;還有一種是強迫等位點,就相當於將電路中電位不等的兩點直接用導線連接,連接後電位強迫相等(因導線電阻為零),但會有電流流過導線,當然,也就是所謂的短路電流了。
從題目上來看……題主應該還是高中生,或者基礎較好的初中生。
看了樓上那麼多回答……都太專業了,我覺得還是用一些簡單的方法來回答這個問題比較好。首先先說一下電勢差U,其實也就是電壓。利用類比法,把電流類比成水流,水壓是促使水流動的動力,那電壓就是促使電子流動起來的動力。再說電阻,假設用一張網攔在水流某處,那麼顯然,網兩邊的水壓是不一樣的,這裡的網阻礙了水的流動,我們如果稱之為「水阻」,那麼電阻的概念就很容易理解了,電阻就是阻礙電流流動的「網」,如果網密一點,那就是電阻阻值大一點。那麼某兩點之間水壓沒有區別,難道就沒有水流通過了嗎?顯然,假如是水平地面,兩點之間沒有「水阻」,就可以讓水壓不變。電流也是一樣的,只要沒有電阻,就可以讓電流流過,且沒有電勢差。再回到電這個問題上來。歐姆定律U=IR,電流流過電阻,則電阻兩端就會有電勢差,我們稱之為壓降。那麼兩點之間沒有壓降(電勢差)是為什麼呢?那麼就只有兩個回答I=0或R=0。I=0,也就是沒有電流通過。R=0,也就是兩點之間沒有電阻。PS:說一些題外話。這是一個很神奇的世界,歐姆定律這麼簡單的只涉及到三個量的公式就向我們展示了這一點。在遠古時代,電還只有閃電的時候,電流就遵循著這條定律。直到現在人們應用它改變了我們的生活。這也是我一直不相信有一個至高無上的意志創造了世界的原因。我不信有一個存在,在宇宙之初就能給出這樣自洽的設定。再看水流和電流的類比,如此神奇的相似性。還有物理上的楞次定律和化學勒夏特列定律的相似性。還有正餘弦函數的完備性等等等等……知道的越多,對科學,對世界越發的覺得敬畏。題主的思路很奇特。。等電位因為沒有電勢差,所以不會產生電流,也不會有電流流過。但是,它是可以作為電流通道的。最後張圖,電阻的兩端有電勢差,必然有電流,所以就借道了。好比兩個蓄滿水的池子,一樣高的話,彼此間是不會有水流的。但是如果兩池子上下游的大壩開閘,那麼水流必然經過這兩池子。
題主的情況中,導線是沒有電阻的,這個時候應該有式子
你說得對,就算a,b不是同一個節點,電壓相等也會有電流。(從a點經過電阻留到b點)
老師說的等電位沒有電流的意思是:如果兩點等電位,那麼用一個電阻連接這兩點,那麼不會有電流流過這電阻。
你這個兩個假設,應該這樣類比
出現這個矛盾的原因,是因為基礎電路理論有它局限性。
真正的原因是,因為導線電阻為無限小,電流1A的時候,兩點電壓差也是無限小(可以近似說是相等)。所以兩點電壓相等,又有電流。
以上是基於沒有變化的磁場得出的理論,別把概念混淆了。I=U/R
===============補充================CD之間的電路是線性電阻電路電路狗怒答。「兩點等電位且通過有電流」的情況,一般有如下情況:
1,電路中通的是直流恆壓電源,則此時兩點間可以是純導線和【充滿電的】電感線圈。原因是根據u=Ri,u=L di/dt,此時在兩點間【無電壓降落】2,電路中通的是不恆定的直流電源,則此時兩點間必須是純導線。因為導線【無電壓降落】3,電路中通的是正弦交流電源,則此時兩點之間可以是純導線,因為導線【無電壓降落】。也可以是發生串聯諧振的電感線圈和電容的串聯元件,根據U=ZI=(jwL-j/wC)I,諧振時阻抗虛部為0,U為0,【無電壓降落】所以總結起來就是:【兩點等電位且兩點間有阻抗性元件,則兩點間絕無可能有電流。因為電流的通過會在阻抗上產生【電壓降落】,反之如果是純導線或者阻抗元件的等效阻抗為0,則【不一定有電流】,到底有沒有電流要根據外電路決定】
——————我是分割線——————有答友說電流產生的原因是因為有電勢差。這是【不正確】的。電流和電壓的存在並沒有相互依賴的關係。實際例子是斷路的電路有電壓也沒電流,超導體中電流不需要電壓也可以存在。這分別對應電路模型中的電壓源開路和電流源短路。電流和電壓的存在有相互依存關係的必要條件是【有阻抗元件存在】,電流通過阻抗元件產生電壓降,反過來可以說外電源加在阻抗上產生電流。ab應該是一個點吧
在沒有外部能量轉換的情況下,等電位之間不會有電流。你所說的導線上流過電流,實際上導線兩端還是存在微小的電勢差的,只不過導線的電阻非常小,在一般計算中我們都會忽略這個電勢差,但在電網輸電線路中就不能忽略了,之所以採用高壓輸電就是為降低大電流在導線上的損耗。
但是有外部能量轉換的情況下,等電位甚至負電位都可能有電流流過。比如電池、電感,這本身就是化學能或磁場能轉換成電能釋放到了電路當中,電流乘以負電壓表示電路從外部獲得了能量。設A、B兩點等電位即UAB=0,若A、B之間有電阻R(R≠0),則R上一定沒有電流(I=0),否則違背 「開口KVL定律」。若A、B之間無電阻,但有理想導線(R=0)連接,則A、B之間可能有電流(I≠0),也可能無電流(Ⅰ=0),兩種情況均不違背 「開口KVL定律」 。開口的KVL數學表述為: UAB—IR=0,此為廣義的基爾霍夫第二定律。