Ποια είναι η αιτία της άπειρης τάσης και μηδενικού ρεύματος σε ένα ανοιχτό πλήρες;

Από τη φύση της έντασης, κατανοώντας την ένταση ανοιχτής διαδρομής ως άπειρη (ιδανική)

Ορισμός έντασης

Η ένταση είναι η δουλειά που εκτελεί η δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου για να μετακινήσει μονάδα θετικού φορτίου από ένα σημείο σε άλλο, δηλαδή

U=W/q

Υπάρχει ένταση, υπάρχει δουλειά, υπάρχει φορτίο. Σε κατάσταση ανοιχτής διαδρομής, δεν υπάρχει διαδρομή ροής, μπορούμε να το θεωρήσουμε από την άποψη του ηλεκτρικού πεδίου.

Συνθήκες ηλεκτρικού πεδίου σε ανοιχτή διαδρομή

Όταν η διαδρομή είναι ανοιχτή, υποθέτουμε ότι υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των δύο πόλων της πηγής, όπως οι θετικός και αρνητικός πόλοι της μπαταρίας. Επειδή δεν υπάρχει ροή, τα φορτία δεν μπορούν να ρέουν μέσω της διαδρομής για να ισορροπήσουν αυτό το ηλεκτρικό πεδίο. Θεωρητικά, αν μετακινήσουμε ένα φορτίο q από τον αρνητικό πόλο της πηγής στον θετικό (κατά μήκος της γραμμής του ηλεκτρικού πεδίου), λόγω της απουσίας διαδρομής ροής, το φορτίο δεν θα έχει άλλες απώλειες ενέργειας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας (όπως απώλειες θερμότητας λόγω της αντίστασης στον ηλεκτροδότη, κλπ.), άρα απαιτείται άπειρη δουλειά για να ξεπεράσει τη δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου. Σύμφωνα με τον ορισμό της έντασης, η ένταση πλησιάζει το άπειρο. Αλλά αυτή είναι μια ιδανική, θεωρητική κατάσταση, στην πράξη δεν υπάρχει απόλυτη ανοιχτή διαδρομή χωρίς διάρροη.

Αιτία της μηδενικής ροής σε ανοιχτή διαδρομή

Συνθήκες δημιουργίας ροής

Η ροή δημιουργείται από την κατευθυνόμενη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων. Σε μια διαδρομή, για να υπάρχει συνεχής ροή, πρέπει να εκπληρωθούν δύο συνθήκες: πρώτον, υπάρχει φορτίο που μπορεί να κινείται ελεύθερα (όπως τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε μεταλλικό διαχωριστή); δεύτερον, υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο που προκαλεί την κατευθυνόμενη κίνηση του φορτίου, και η διαδρομή πρέπει να είναι κλειστή.

Κατάσταση της διαδρομής όταν είναι ανοιχτή

Σε κατάσταση ανοιχτής διαδρομής, η διαδρομή δεν είναι κλειστός κύκλος. Για παράδειγμα, όταν ένα καλώδιο αποσυνδέεται στη μέση, παρόλο που υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια (φορτία που μπορούν να κινούνται ελεύθερα) στο καλώδιο, και υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο στα δύο άκρα της πηγής, λόγω της αποσύνδεσης, τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να σχηματίσουν κατευθυνόμενη κίνηση στη διασύνδεση, άρα η ροή είναι μηδενική.