物理电路图的技巧求科普,220V电压电死人。

先说结论:导线的接入改变了原导体中的电场强度,使其中的电场大大削弱,因而几乎没有电流,表现为被短路。而导线由于导电能力极强,在很弱的电场(或电压)下仍有较大的电流流过。

下面开始解释。既然要从电荷的运动角度解释,那么首先需要知道两个定律:

1)欧姆定律的微观形式:即导体中电荷的运动定律

电流密度 = 电导率 * 电场强度

也就是说,导体中的电场越强,电流就越大。(这里不考虑磁场的作用。)

2)电场与电压的关系:

两点间的平均电场越强,其电压越大。

我们考虑一个简单的串联电路,当用导线将其中一个电阻短路时会发生什么:

假设接入导线的一瞬间,原导体的电流和电场分布维持原状态。那么,导体的两端便产生了电压,其大小等于R1两端电压U1。这一电压意味着导线中产生了电场,其中的电荷将在电场的作用下开始运动。由于导线的电导率相当大,这一电场足以在一瞬间产生极大的电荷移动,使左端积累负电荷,右端积累正电荷。反过来,这一积累电荷又会同时在R1和导线内部产生反向的电场,削弱原电场,使电压U1降低。当电荷运动达到稳定时,U1只被削弱到很小的大小,R1和导线中的电场都变得较弱。电阻R1导电能力差,在这一电场下几乎没有电流(但仍不为0);而导线在这一电场下仍能产生较大的电流,比原先的路中电流更大。这就是短路的一个示意性解释。

实际上,在导线接近R1两端时,其中就已经发生的电荷运动,在表面产生电荷分布,类似于感应起电,并开始改变空间中的电场。当其接入后,很快便通过改变R1和自身的表面电荷分布削减了电压U1。

就好比工厂的流水线上来了一个特别能干的工人,同你完成同一件操作步骤。假设原本每分钟有100个货物需要加工,由于新工人的加入,他替你完成了99倍的加工效率,你基本上啥也没干,流水线总体的效率还提高了。

货物本身是被加工的,而不是主动投身给某个工人。电荷也是如此,它们在电场的作用下被动地运动,电场弱了,电荷就不动了。

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