Jännitteen luonnetta ymmärtämällä avoimen piirin jännite ääretön (ideaalinen)
Jännitteen määritelmä
Jännite on sähkökentän voiman tekemä työ siirtää yksikkömäärä positiivista varautumaa pisteestä toiseen, eli
U=W/q
On olemassa jännitteitä, työtä ja varauksia. Avoimessa tilassa ei ole sähkövirran polkua, joten voimme tarkastella asiaa sähkökentän näkökulmasta.
Sähkökentän olosuhteet avoimessa piirissä
Kun piiri on auki, oletetaan, että on olemassa sähkökenttä virranlähteen kahden napaparin välillä, kuten paristossa positiivisella ja negatiivisella napalla. Koska ei ole sähkövirrata, varaukset eivät voi kulkea piirin läpi tasapainottaakseen tämän sähkökentän. Teoreettisesti, jos siirrämme varaudun q virranlähteen negatiiviselta napalta positiiviselle (sähkökenttäviivojen suuntaan), koska ei ole sähkövirran polkua, varaus ei menetä muita energiaa prosessissa (kuten lämpömenetyksiä johtajan vastusta varten jne.), joten olisi tarpeen tehdä äärettömän paljon työtä sähkökentän voiman voittamiseksi, jännitteen määritelmän mukaan, tässä vaiheessa jännite lähestyy ääretöntä. Mutta tämä on ideaalinen, teoreettinen tilanne, käytännössä ei ole olemassa täysin aukikkoa ilman vuotoa.
Nollan sähkövirran syy avoimessa piirissä
Ehtoja sähkövirran muodostumiseksi
Sähkövirta muodostuu sähkövarauksien suuntaisesta liikkeestä. Piirissä jatkuva sähkövirta syntyy, kun kaksi ehtoa täyttyy: ensinnäkin, on olemassa varaus, joka voi liikkua vapaasti (kuten vapaita elektroneita metallijohdannaisessa); toiseksi, on olemassa sähkökenttä, joka aiheuttaa varaudun suuntaisen liikkeen, ja piiri on suljettu.
Piirin tila, kun se on auki
Avoimessa tilassa piiri ei ole suljettu silmukka. Esimerkiksi, kun johto on katkaistu keskeltä, vaikka johtossa on vapaita elektronien (varauksia, jotka voivat liikkua vapaasti) ja virranlähteen molemmissa päissä on sähkökenttä, koska piiri on katkaistu, elektronit eivät voi muodostaa suuntaista liikettä katkaisukohdassa, joten sähkövirta on nolla.
