Qual è la ragione per cui in un circuito aperto si ha una tensione infinita e una corrente zero
Dalla natura della tensione comprendere la tensione aperta all'infinito (ideale)
Definizione di tensione
La tensione è il lavoro svolto dalla forza del campo elettrico per spostare una unità di carica positiva da un punto all'altro, cioè
U=W/q
C'è la tensione, c'è il lavoro, c'è la carica. Nello stato aperto, non c'è un percorso di corrente, possiamo considerarlo dal punto di vista del campo elettrico.
Condizioni del campo elettrico in cortocircuito aperto
Quando il circuito è aperto, si assume che ci sia un campo elettrico tra i due poli dell'alimentazione, come ad esempio i poli positivo e negativo di una batteria. Poiché non c'è corrente, le cariche non possono fluire attraverso il circuito per bilanciare questo campo elettrico. Teoricamente, se si sposta una carica q dall'elettrodo negativo dell'alimentazione all'elettrodo positivo (lungo la direzione della linea del campo elettrico), poiché non c'è un percorso di corrente, la carica non avrà altre perdite di energia nel processo (come la perdita di calore dovuta alla resistenza nel conduttore, ecc.), quindi è necessario fare un lavoro infinito per superare la forza del campo elettrico, secondo la definizione di tensione, in questo momento la tensione tende all'infinito. Ma questa è una situazione ideale, teorica, in pratica non esiste un cortocircuito aperto assoluto senza dispersione.
La causa della corrente zero in cortocircuito aperto
Condizioni per la formazione della corrente
La corrente è formata dal movimento diretto delle cariche elettriche. In un circuito, per avere una corrente continua, devono essere soddisfatte due condizioni: prima, c'è una carica che può muoversi liberamente (come gli elettroni liberi in un conduttore metallico); la seconda è che c'è un campo elettrico che causa il movimento diretto della carica, e il circuito deve essere chiuso.
Lo stato del circuito quando è aperto
Nello stato aperto, il circuito non è un anello chiuso. Ad esempio, quando un filo è disconnesso al centro, anche se ci sono elettroni liberi (cariche che possono muoversi liberamente) nel filo, e c'è un campo elettrico ai due estremi dell'alimentazione, poiché il circuito è interrotto, gli elettroni non possono formare un movimento diretto al punto di disconnessione, quindi la corrente è zero.
