为什么电流不能通过开路电路?

时间:2020-09-27 07:57:20   作者:
在一定条件下,开路电路中可以流过相当数量的电流。我将向你们展示一个非常简单的实验,它无疑证明了这一点。但在此之前,我先给大家做个简单的介绍。

电是一种流体。就像水和空气可以通过管道流动一样,电也可以通过金属线或其他导电的东西流动。然而,水和空气是物质流体,而电是非物质流体。水的密度比水小,空气的密度比水小,而电的密度最小,实际上它跨越了物质性的边界,进入了非物质性。我再举一个例子。

让我们先考虑一些别的事情。

当一个物体在充满空气的空间中移动时,它前面会产生较高的压力,而它后面会产生较低的压力。高的压强是正的,低的压强是负的。我通常称其为“箭头原理”(- > - > +)。

为什么电流不能通过开路电路?

物体的速度越大,它前面的加号和后面的减号就越强(这个原理在很多东西中都有,在所谓的“伯努利原理”中也有;看看伯努利原理的目的是什么?)

在这个例子中,一个物体在空气中直线运动。如果一个物体在空间中的位置是静止的,我们能否对它的两边施加更高或更低的压力?是的,我们可以用电扇。当风扇转动时,它在前面吹(高压力/正),但它在后面吸(低压力/负)。

假设我们有一个没有内部驱动的风扇。如果风扇站在风的方向上,那么它在转动。我们可以用一个小风扇(像电脑里的那种)和一个吹风机来模拟这个过程。我们把打开的电吹风靠近风扇。它开始转向一个方向。如果我们把一个开启的真空吸尘器靠近它,它就会开始向相反的方向转动。但如果我们把电扇贴在墙上,然后把吹风机或真空吸尘器靠近它,电扇就不会转动。原因是,在风扇的后面没有充满空气的空间,在那里通量可以传播或从那里它可以吸引。

电通量也是一样的。例如,当我们接触一个手指的最后阶段测试(一接触测试霓虹灯)(另一端接触阶段),我们的身体,所以说,“太空充满了空气”,实际上一个对象有足够的导电性何以通量可以传播,或从那可以吸水,因此灯点亮。[相位测试器是一个电阻和一个小霓虹灯的串联连接。]

如果已经描述的实验中的风扇离墙有一点远,那么它在慢慢转动。它离墙越远,转弯就越快,直到达到最大速度。进一步去除对转弯速度没有影响。让我们将其与相位测试器(PT)进行比较。如果我们在PT的后端附上一小段金属线,那么灯就会微弱地亮起来(我们拿着PT的塑料部分,所以在这种情况下我们的身体对这个现象没有影响)。电线越长或越粗(或两者同时),灯的亮度就越强,直到达到最大值。导线体积的进一步增大对灯的亮度没有影响。

然而,重要的不仅仅是导线的体积,还有它的导电性。如果我们有两根相同的电线,但是由不同的金属制成的,那么电导更好的电线会使灯发光得更亮。

铂背后的导电体不必用金属制成。它也可以是电解质。正如我们已经知道的,纯水是不好的导体。但一旦我们在水中加入酸、碱或盐,它的电导率就会大大提高。因此,我们可以通过将导线浸泡在含盐、碱性或酸性水的容器中来增加PT后面的导电体的体积。地球/地面实际上是一个巨大的水容器。地球上的矿物质使水成为电解质,从而成为一个大而良好的导电体。但只有在足够湿润的情况下才会如此。在降雨量少的夏季,地球干燥,是一个不好的导电体。例如,如果我们在戈壁沙漠(戈壁是地球上最干燥的地方)建造一个城市,我们不能把地球作为“地面”。我们必须开辟另一片天地。例如,我们可以让一架巨型喷气式飞机在城市上空盘旋,并使用它巨大的底盘作为“地面”。我们将把所有的地线连接到它上面,这样就可以得到天地线了。我当然是在开玩笑,但基本上这个玩笑没有什么不对。我编造了这个例子和矛盾修饰法来强调我们对电的理解有多少。我曾多次看到“地回路”这个词,就好像电路通过地球自行闭合一样。不,在大多数实际情况下,情况并非如此。电流实际上在地球上是盲目的。它不仅可以在地球上结束,也可以在天空结束,也就是在大型喷气式飞机上结束。

现在让我介绍一个实验,它表明电流在开路的直流电路中流动。我们所需要的是一个电池,一个小的LED灯和两个大的导电物体在两端的线路。实验示意图如下:

为什么电流不能通过开路电路?

金属物体越大,效果越好,也就是说,led灯越亮。但这可能有些误导,因为重要的不是物体的大小,而是导电材料的体积及其导电性。在这个视频中,我使用了一个中空的金属物体——洗衣机。如果我有一个同样大小的金属物体,但不是空心的,而是实心的,效果会好得多。

如果你没有两个大的金属卷可用,那么作为一个大的金属卷,你可以使用保护接地导体从插座。

我们可以想象电池作为许多风扇/螺旋桨系列(请看看什么是电池?)如果这些螺旋桨被放在真空中,那么什么也不会发生,因为它们周围的空间里没有任何东西可以移动。一旦我们在空间中放入空气或水,运动就开始了。电池和电力也是一样。当我们在电池的风扇后面和前面连接足够的导电量时,负极就有了它可以吸的地方,正极就有了它可以吹的地方,也就是另一端子吸的地方。电力的流动,就像水和空气的流动一样,是一个连续体,因此它需要“螺旋桨”两边的连续性。你永远不会真正理解电流,如果你认为它是独立运动的粒子。想想看:当一个人说到水的流动时,他并没有说到移动的粒子。当一个人谈论气流时,他并不是在谈论运动的粒子。为什么如此?因为它们都是液体。液体就像凝胶。它粘在一起,作为一个连续体一起移动。那么,为什么我们会认为电流是独立运动的粒子呢?

如果我们在一个圈内关闭导电路径,那么从一侧吹来的气流与从另一侧吸来的气流相遇,从而使电通量增加很多很多次。

关于开路流,想想下面的历史例子:你们很多人肯定知道,我们可以做一个简单的无线电接收器,不使用任何外部电源。它被称为水晶收音机。来自发射机的电磁波击中天线,并在天线中产生电流,然后进入接收器的设备。但是如果设备后面没有足够的传导量,这种电流将非常微弱,不足以驱动设备的耳机。在这种情况下,什么被用作导电体?当然是地球。如果你想要一个令人满意的结果,也就是用耳机收听某些电台的广播,那么设备必须接地。

再想想这个:在19世纪人们开始使用单线电报(所谓的“地球返回电报”)后,人们意识到第二根电线是多余的,因此他们可以削减电线的成本。这是一个简单的直流开关莫尔斯电码系统,电池接地的发射机和接收机的一边。这实际上是一个开路系统。

另一件事。如果我们摇动一个玻璃或乙烯基板,像一个手持风扇,那么我们就会产生交流电,也就是说,我们在空气中产生纵波。如果我们把它摆得非常快,同时就会产生声波(也就是纵波)。如果我们现在擦玻璃或乙烯基板粗纺毛织物,然后板充电,如果摆一遍,我们除了空气和声波也造成电磁波(相对于这个请参阅我们如何得到一个直观的可视化的一种电磁波的极化?)。

我们说在带电玻璃和乙烯基周围有一个电场。电场是什么?是物质的东西吗?200年前,法拉第提出“场”这个术语时,他的意思是指带电或磁化物体周围的一些运动或静止的粒子吗?当然不是。实际上,19世纪上半叶的科学家把电流说成是通过电线的电场。

如果玻璃或乙烯基是不移动的,那么场也是静止的。如果玻璃在移动,磁场就会和玻璃一起移动。这个移动的磁场是一种电风。当然,这种风也不是物质的。

如果我们把玻璃移动到一根金属线的一端,那么这种非物质的风就会通过金属线传播到另一端(如果金属线具有良好的导电性,它可能有好几公里长)。在另一端吹(+)。如果我们把玻璃从导线上移开,那么在另一端就会发生吸吮(-)。而负电荷的物体(即乙烯基)则相反。

这就是证据。请看下面的电路:

为什么电流不能通过开路电路?

当我们把玻璃板朝向,远离电线(他们可能很多米长和他们的自由结束非常远离电路),然后交替点亮LED灯:LED灯上电路点亮走向,而在远离LED灯的电路。

当我们将乙烯基板移向或移离导线时,就会发生相反的情况。结果总结如下:

为什么电流不能通过开路电路?

更好的结果是我们应该把晶体管的数量增加一倍(下图)。在这种情况下,放大更大,实验更容易进行(我们实际上制造了所谓的达林顿对晶体管)。

为什么电流不能通过开路电路?

关于这个实验的更多细节以及用验电器进行的模拟,你可以在我对什么是电磁感应的回答中读到。

这个实验再次表明电流是在开路状态下流动的。实际上,当我们移动带电物体靠近或远离一根导线时,导线中已经有电流了。我们只需要晶体管的电路来确定电流的存在。

现在是最甜蜜的部分。在我的书《关于电磁和光的新理论》(在我的Quora资料页面有链接)中,还有一个关于这些电路的实验,一个非常惊人的实验(在第27和57页)。在那里,我通过带电玻璃和乙烯基启动了晶体管,但作用在发射极或集电极上,而不是在晶体管的基座上(自由端线连接在发射极或集电极上)。然而,如果没有一根10-15厘米或更多的金属丝附着在底座上,这是不可能的。这是一个原始的实验,你不能从现代半导体理论的角度来肯定地解释它。
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