Mis on põhjus lõpmatu voltaga ja nulliakendega avatud ringis?

Volti luonteesta ymmärtämällä avoimen piirin jännitää rajatta (ideaalisesti)

Jännitteen määritelmä

Jännite on sähkökentän voiman tekemä työ siirtää yksikkömäärä positiivista varautumista yhdestä pisteestä toiseen, eli

U=W/q

On olemassa jännite, työ ja varaus. Avoimessa tilassa ei ole virran polkua, joten voimme tarkastella asiaa sähkökentän näkökulmasta.

Sähkökentän olosuhteet avoimessa piirissä

Kun piiri on auki, oletetaan, että on olemassa sähkökenttä virtalähteen kahden napaparin välillä, kuten paristossa positiivinen ja negatiivinen napapari. Koska ei ole virtaa, varauksia ei voi kulkea piirin läpi tasapainottaakseen tämän sähkökentän. Teoreettisesti, jos siirrämme varauksen q virtalähteen negatiiviselta napalta positiiviselle (sähkökenttäviivan suuntaan), koska ei ole virran polkua, varaus ei menetä muita energiaa prosessissa (kuten lämpölasku johtajan vastustuksesta jne.), joten on tarpeen tehdä ääretön määrä työtä ylikompensoimaan sähkökentän voiman. Jännitteen määritelmän mukaan tässä vaiheessa jännite lähestyy ääretöntä. Mutta tämä on ideaalinen, teoreettinen tilanne, käytännössä ei ole olemassa ehdottomasti suljettua piiriä ilman vuotoa.

Nollavirran syy avoimessa piirissä

Virta muodostuu

Virta muodostuu sähkövarauksien suunnattomasta liikkeestä. Piirissä jatkuva virta edellyttää kahden ehdon täyttymistä: ensimmäiseksi, on olemassa vapaasti liikkuvia varauksia (kuten vapaita elektroneja metallijohdannaisessa); toiseksi, on olemassa sähkökenttä, joka aiheuttaa varauksen suuntaisen liikkeen, ja piiri on suljettu.

Piirin tila, kun se on auki

Avoimessa tilassa piiri ei ole suljettu silmukka. Esimerkiksi, kun johto katkeaa keskeltä, vaikka johtossa on vapaita elekroniita (vapaasti liikkuvia varauksia) ja virtalähteen päihissä on sähkökenttä, koska piiri on katkaistu, elektronit eivät voi muodostaa suuntaista liikettä katkospisteessä, joten virta on nolla.