מהו הסיבה לתחום אינסופי וזרם אפס במעגל פתוח

מגדר הבנת מתח פתוח (אידיאלי) מתח אינסוף

הגדרת מתח

מתח הוא העבודה שנעשית על ידי כוח השדה החשמלי כדי להזיז יחידה של מטען חיובי מנקודה אחת לשנייה כלומר

U=W/q

יש מתח, יש עבודה, יש מטען. במצב פתוח אין מסלול זרם, ניתן לחשוב מהפרספקטיבה של שדה חשמלי.

תנאי שדה חשמלי במעגל פתוח

כאשר המעגל פתוח, מניחים שיש שדה חשמלי בין שני הקצוות של מקור המתח, כמו הקצוות החיובי והשלילי של סוללה. מכיוון שאין זרם, המטענים לא יכולים לזרום דרך המעגל כדי להאזן לשדה החשמלי הזה. תאורטית, אם נעביר מטען q מהקוטב השלילי של מקור המתח אל הקוטב החיובי (לọc המשך קו השדה החשמלי), מכיוון שאין מסלול זרם, המטען לא יאבד אנרגיה נוספת בתהליך (כמו איבוד חום עקב התנגדות במנוע ה проведения), לכן יהיה צורך לעשות עבודה אינסופית כדי להתגבר על כוח השדה החשמלי, בהתאם להגדרת מתח, במועד זה המתח מתקרב לאינסוף. אבל זהו מצב אידיאלי ותאורטי, בפועל אין מעגל פתוח מוחלט ללא דליפה.

הסיבה לתשואת אפס במעגל פתוח

תנאים ליצירת זרם

זרם נוצר על ידי תנועת מטענים בכיוון מסוים. במעגל, כדי שיהיה זרם מתמשך, חייבים לקיים שני תנאים: ראשית, יש מטען שיכול לנוע בחופשיות (כמו אלקטרונים חופשיים במנוע מתכת); ושנית, יש שדה חשמלי שגורם למטען לנוע באופן כיווני, והמעגל חייב להיות סגור.

מצב המעגל כאשר הוא פתוח

במצב פתוח, המעגל אינו לולאה סגורה. למשל, כאשר חוט מתנתק באמצע, למרות שיש אלקטרונים חופשיים (מטענים שמוכנים לנוע בחופשיות) בחוט, ויש שדה חשמלי בשני קצות מקור המתח, מכיוון שהמעגל מתנתק, האלקטרונים לא יכולים ליצור תנועה כיוונית במקום ההתנתקות, ולכן הזרם הוא אפס.