Какова причина бесконечного напряжения и нулевого тока в разомкнутой цепи
Из понимания природы напряжения открытое напряжение бесконечно (идеально)
Определение напряжения
Напряжение — это работа, совершаемая электрическим полем для перемещения единицы положительного заряда из одной точки в другую, то есть
U=W/q
Есть напряжение, есть работа, есть заряд. В открытом состоянии нет пути для тока, можно рассматривать с точки зрения электрического поля.
Условия электрического поля при разомкнутой цепи
Когда цепь разомкнута, предполагается, что между двумя полюсами источника питания, такими как положительный и отрицательный полюсы батареи, существует электрическое поле. Поскольку нет тока, заряды не могут протекать через цепь, чтобы уравновесить это электрическое поле. Теоретически, если мы переместим заряд q от отрицательного электрода источника питания к положительному (вдоль линии электрического поля), из-за отсутствия пути для тока, заряд не будет иметь других потерь энергии в процессе (например, потерь на тепло из-за сопротивления проводника и т. д.), поэтому необходимо совершить бесконечную работу, чтобы преодолеть силу электрического поля. Согласно определению напряжения, в этот момент напряжение стремится к бесконечности. Но это идеальная, теоретическая ситуация, на практике абсолютной разомкнутой цепи без утечки не существует.
Причина нулевого тока в разомкнутой цепи
Условия образования тока
Ток образуется за счет направленного движения электрических зарядов. В цепи, чтобы иметь непрерывный ток, должны быть выполнены два условия: во-первых, должен быть заряд, который может свободно двигаться (например, свободные электроны в металлическом проводнике); во-вторых, должно быть электрическое поле, которое заставляет заряд двигаться направленно, и цепь должна быть замкнута.
Состояние цепи при ее размыкании
В разомкнутом состоянии цепь не является замкнутым контуром. Например, когда провод разрезан посередине, хотя в проводе есть свободные электроны (заряды, которые могут свободно двигаться), и на обоих концах источника питания есть электрическое поле, из-за разрыва цепи электроны не могут образовать направленное движение в месте разрыва, поэтому ток равен нулю.
