Чи протікає струм по відкритій лінії електропередачі?

10

Будь ласка, знайдіть хвилину, щоб переглянути схему нижче:

введіть тут опис зображення

Питання в тому, чи буде лампочка миттєво блимати, коли вимикач закритий. Я думаю, що це буде, але я відчуваю, що я помиляюся.

Причина, чому я думаю, що вона спалахне, полягає в тому, що коли перемикач закритий, електричний потенціал проводу лінії електропередачі повинен стати таким же, як електричний потенціал, знайдений на клемі акумулятора, і для того, щоб це сталося, електрони повинні будуть протікати через провід до досягнення балансу електричного потенціалу. Коли електрони проходять через дріт, їм потрібно буде пройти ниткою лампочки, що призведе до включення світла.

До речі, я розумію, що лампочка не засвітить кімнату, або що вона взагалі загориться, я тут лише використовую лампочку, щоб проілюструвати своє запитання, а не означати представляти якийсь експеримент із реального життя.

Дякую.

voltage transmission-line electron

— T555
джерело

Що б викликало рух електронів?

— JIm Dearden

1

Струм не тече, заряд робить.

— fuzzyhair2

1

Це не сильно відрізняється від антени. Змінена напруга постійного струму призведе до того, що хвиля рухатиметься по лінії.

— Адам Девіс

17

Так, через лампочку буде короткий імпульс струму, оскільки частина лінії електропередачі (тобто її ємність) праворуч від лампочки заряджається до напруги живлення.

— Дейв Твід
джерело

1

Я б зазначив деякі фактори, які впливають на те, скільки протікатиме, тобто якщо це залежить від маси проводу праворуч від лампочки, будь-якої різниці початкових зарядів тощо

— user2813274

@ user2813274: Насправді маса дроту не має нічого спільного, і ОП визначає початкові умови. Дивіться цю відповідь для більш детальної інформації, але ключовими параметрами є опір лампочки R, характерний опір лінії електропередачі Z0 та довжина лінії. Якщо R = Z0, буде акуратний прямокутний імпульс струму, величина якого V / 2R, і триватиме досить довго, щоб перехідний процес поширився до кінця лінії і знову.

— Дейв Твід

15

Увімкнеться невеликий імпульс струму при включенні, навіть якщо ви вважаєте схему ланцюговим елементом, тобто не вдаючись до теорії ліній електропередачі. Тільки майте на увазі, що в реальній схемі завжди є збіднена ємність, тому ви можете моделювати відкритий кінець лінії електропередачі як конденсатор (з крихітною ємністю, скажімо, ~ 1-10pF). Тому у вас є згуртований RC ланцюг, де R - нитка. Таким чином, коли ви закриваєте вимикач, ви заряджаєте цей крихітний конденсатор через нитку.

$R=100\Omega, \; C=10pF$ $V_{DC}=10V$ $I=V_{DC}/R=100mA$ $\tau=RC=100\Omega \times 10pF = 1ns$

Звичайно, енергія, передана нитці до того, як струм згасне, настільки крихітний, що звичайна лампа не зможе випромінювати жодного детектируемого світла.

— Лоренцо Донаті - Codidact.org
джерело

10

Ні і так, і це залежить від вашого погляду.

Ні, якщо ви розглядаєте це як схематичне зображення символів. Зазвичай це бачить більшість інженерів, роблячи розрахунки або проектуючи більшу частину своєї роботи - схематично. У цьому погляді струм протікає, коли у вас є безперервне з'єднання, кероване напругою, але тут немає постійного з'єднання, тому немає потоку.

Так, якщо ви розглядаєте це як лінію електропередачі. Як згадують @Andyaka та @DaveTweet, зміна напруги поширюватиметься по лінії електропередачі, і в кожній точці передачі, де відбувається зміна напруги, ви будете мати струм струму (струм переміщення). Однак він стабілізується відносно швидко, поки не буде більше жодної зміни напруги.

Як грубу аналогію, ви можете вважати це так, як якщо ви стоїте на місці і не рухаєтесь, ви рухаєтесь? Якщо його відносно землі, то ні ви не є, але відносно сонця ви рухаєтесь - насправді досить швидко.

— efox29
джерело

8

Електрика повинна текти, інакше як джерело живлення могло знати, що в кінці не було навантаження. Це все втілено в теорії ЛЕП. Струм, який тече, заснований на вхідному опорі лінії електропередачі. Це, до речі, називається характерним імпедансом. Ще один цікавий побічний ефект полягає в тому, що нескінченно довга лінія без втрат передаватиме струм нескінченно на основі напруги, що подається, та характерного опору кабелю.

— Енді ака
джерело

2

Якщо уважно придивитися, підключаючи довгий подовжувальний шнур, він може трохи виблискувати, нічого не підключаючи до іншого кінця. АС вводить деякі інші міркування (реактивна потужність у досить ємнісної лінії електропередачі ...)

— rdtsc