Lý do nào gây ra điện áp vô hạn và dòng điện bằng không trong mạch mở?

Từ bản chất của điện áp hiểu về điện áp mạch hở vô hạn (lý tưởng)

Định nghĩa điện áp

Điện áp là công được thực hiện bởi lực trường điện để di chuyển một đơn vị điện tích dương từ một điểm đến điểm khác, tức là

U=W/q

Có điện áp, có công, có điện tích. Trong trạng thái hở, không có đường dẫn dòng điện, chúng ta có thể xem xét từ góc độ của trường điện.

Điều kiện trường điện ở mạch hở

Khi mạch hở, giả sử có một trường điện giữa hai cực của nguồn điện, như cực dương và cực âm của pin. Do không có dòng điện, điện tích không thể chảy qua mạch để cân bằng trường điện này. Theo lý thuyết, nếu chúng ta di chuyển một điện tích q từ cực âm của nguồn điện đến cực dương (theo hướng của đường lực điện), do không có đường dẫn dòng điện, điện tích sẽ không mất năng lượng khác trong quá trình (như mất nhiệt do điện trở trong dây dẫn, v.v.), vì vậy cần phải thực hiện công vô hạn để vượt qua lực trường điện, theo định nghĩa của điện áp, lúc này điện áp tiếp cận vô cùng. Nhưng đây là tình huống lý tưởng, lý thuyết, trong thực tế không có mạch hở tuyệt đối không rò rỉ.

Nguyên nhân dòng điện bằng không ở mạch hở

Điều kiện hình thành dòng điện

Dòng điện được hình thành bởi sự di chuyển có hướng của điện tích. Trong mạch, để có dòng điện liên tục, phải đáp ứng hai điều kiện: thứ nhất, có điện tích có thể di chuyển tự do (như electron tự do trong dây dẫn kim loại); Thứ hai là có trường điện gây ra sự di chuyển có hướng của điện tích, và mạch phải đóng kín.

Trạng thái của mạch khi nó hở

Trong trạng thái hở, mạch không phải là một vòng kín. Ví dụ, khi một dây bị ngắt ở giữa, mặc dù có electron tự do (điện tích có thể di chuyển tự do) trong dây, và có trường điện ở cả hai đầu nguồn điện, nhưng do mạch bị ngắt, electron không thể tạo ra sự di chuyển có hướng tại điểm ngắt, nên dòng điện bằng không.