Czy prąd płynie po otwartej linii przesyłowej?

Poświęć chwilę, aby spojrzeć na poniższy schemat:

Pytanie brzmi, czy żarówka będzie chwilowo migać, gdy przełącznik jest zamknięty. Myślę, że tak, ale mam wrażenie, że się mylę.

Powodem, dla którego myślę, że będzie migać, jest to, że kiedy przełącznik jest zamknięty, potencjał elektryczny drutu linii przesyłowej powinien stać się taki sam jak potencjał elektryczny znaleziony na końcówce akumulatora i aby tak się stało, elektrony będą musiały przepłynąć przez drut, aż do osiągnięcia równowagi potencjału elektrycznego. Gdy elektrony przepłyną przez drut, będą musiały przejść przez żarnik żarówki, powodując włączenie światła.

Nawiasem mówiąc, zdaję sobie sprawę, że żarówka nie oświetli pokoju lub że w ogóle nawet zaświeci. Używam tu tylko żarówki, aby zilustrować moje pytanie i nie chcę reprezentować jakiegoś eksperymentu z prawdziwego życia.

Dzięki.

Tak, nastąpi krótki impuls prądu przez żarówkę, gdy część linii przesyłowej (tj. Jej pojemność) po prawej stronie żarówki ładuje się do napięcia zasilania.

Podczas włączania wystąpi niewielki puls prądowy, nawet jeśli uważa się obwód za obwód skupiony, tzn. Bez uciekania się do teorii linii przesyłowej. Pamiętaj tylko, że w prawdziwym obwodzie zawsze występuje zbłąkana pojemność, dlatego możesz modelować otwarty koniec linii transmisyjnej jako kondensator (o małej pojemności, powiedzmy ~ 1-10pF). Dlatego masz skupiony obwód RC, w którym R jest żarnikiem. Zatem po zamknięciu przełącznika ładujesz ten maleńki kondensator przez włókno.

Zakładając, że niektóre figurki takie jak i otrzymujesz prąd początkowy wykładniczo maleje ze stałą czasową .V D C = 10 V I = V D C / R = 100 m A τ = R C = 100 Ω × 10 p F = 1 n $R=100\Omega, \; C=10pF$$V_{DC}=10V$$I=V_{DC}/R=100mA$$\tau=RC=100\Omega \times 10pF = 1ns$

Oczywiście energia przekazywana do żarnika przed wygaśnięciem prądu jest tak mała, że ​​normalna lampa nie będzie w stanie emitować wykrywalnego światła.

Nie i tak i to zależy od twojego widoku.

Nie, jeśli postrzegasz to jako schematyczną reprezentację symbolu. Jest to zazwyczaj widok większości inżynierów podczas wykonywania obliczeń lub projektowania większości pracy - schemat. W tym widoku prąd płynie, gdy masz połączenie ciągłe napędzane napięciem, ale nie ma tutaj połączenia ciągłego, więc nie płynie prąd.

Tak, jeśli postrzegasz to jako linię transmisyjną. Jak wspominają @Andyaka i @DaveTweet, zmiana napięcia będzie rozchodzić się przez linię przesyłową i w każdym punkcie w transmisji, w którym występuje zmiana napięcia, będziesz miał przepływ prądu (prąd przesunięcia). Jednak ustabilizuje się stosunkowo szybko, dopóki nie będzie już żadnych zmian napięcia.

Jako prymitywną analogię możesz pomyśleć o tym, że jeśli stoisz w miejscu i nie ruszasz się, to poruszasz się? Jeśli jest ona względna do ziemi, to nie, nie jesteś, ale względem słońca poruszasz się - właściwie dość szybko.

Prąd musi płynąć, bo skąd źródło prądu może wiedzieć, że na końcu nie ma obciążenia. Wszystko to jest zawarte w teorii linii przesyłowej. Przepływający prąd zależy od impedancji wejściowej linii przesyłowej. Nawiasem mówiąc, nazywa się to impedancją charakterystyczną. Innym interesującym efektem ubocznym jest to, że nieskończenie długa bezstratna linia przesyłowa będzie przewodzić prąd w nieskończoność na podstawie dostarczonego napięcia i charakterystycznej impedancji kabla.