Mi az oka a végtelen feszültségnek és a nulla áramnak egy nyitott körben?

A feszültség természete alapján megértve a nyitott áramkör feszültségének végtelensége (ideális eset)

Feszültség definíciója

A feszültség az elektromos mezőerő által végzett munka, amely egy egységnyi pozitív töltést egy pontból egy másikba mozgat, azaz

U=W/q

Van feszültség, van munka, van töltés. Nyitott állapotban nincs áramút, ekkor az elektromos mező szempontjából is gondolkodhatunk.

Elektromos mező feltételei nyitott áramkörben

Amikor az áramkör nyitott, feltételezzük, hogy van elektromos mező a tápegység két pólusa között, például a batáriának a pozitív és negatív pólusai között. Mivel nincs áram, a töltések nem tudnak áthaladni az áramkörön, hogy megegyeztessék ezt az elektromos mezőt. Elméletileg, ha q töltést mozgatunk a tápegység negatív pólusáról a pozitív pólusra (az elektromos mezővonalak irányában), mivel nincs áramút, a töltésnek nem leszen más energia-vesztesége a folyamat során (például hőveszteség rezisztív vezetéken belül stb.), így végtelen munkát kellene elvégezni, hogy legyőzzük az elektromos mezőerőt. A feszültség definíciója szerint ebben az időben a feszültség a végtelenhez közelít. Ez azonban egy ideális, elméleti helyzet, gyakorlatilag nincs olyan abszolút nyitott áramkör, amelyben nincs lecsökkentés.

A nullát vesző áram okai nyitott áramkörben

Áramkialakulás feltételei

Az áram az elektromos töltések irányított mozgása által alakul ki. Egy áramkörben, hogy folyamatos áram legyen, két feltételnek kell teljesülnie: először is, van olyan töltés, ami szabadon mozoghat (pl. szabad elektronok fémvezetőben); Másodszor, van olyan elektromos mező, ami irányítottan mozgatja a töltéseket, és az áramkörnek zártnak kell lennie.

Az áramkör állapota, amikor nyitott

Nyitott állapotban az áramkör nem zárt hurok. Például, ha egy vezeték a közepén történő szakadás miatt nyitva van, bár van benne szabad elektronok (szabadon mozgó töltések) és van elektromos mező a tápegység két végén, mivel az áramkör szakadt, az elektronok nem képesek irányított mozgást kialakítani a szakadás helyén, ezért az áram nulla.