新人求解释

只看该作者 · 2011-4-19 06:51

小弟在学电路分析，如图电路中我有个疑问：AB、CD两点之间都是开路的，那U1和U2应是多少？实际中应该都是零对吧。（可以用电池做这个电路来实验一下）。但那和基尔霍夫电压定律不矛盾了吗？
应该是U1+U2＝10V ，根据电路书中的理论，开路可以等效成无穷大的电阻，那应该是U1和U2各分5V压降呀，这如何解释呢？

2万 · 2011-4-19 08:03

re LZ：

U1 + U2 - 10V = 0

这就是KVL。至于U1和U2分别具体是多少无定论，因为BD那端是悬浮着的。一定要将其表示的话，那就是

U1 = 10 - Ucd
U2 = Ucd

其中 Ucd 是右边导线（BD）相对于电源负极的电位差。这是个不定值，受初始条件（净电荷分布）和环境电磁场的影响。

只看该作者 · 2011-4-19 10:27

2# HWM
非常感谢你的解释，但我还没明白，我用电压表分别测AB 和CD的电压，怎么都是0V呢。

2万 · 2011-4-19 10:47

to 3L：

首先得理解通常电压表的工作原理。电压表（特别是指针式）测的是电流，利用 U = R I 才得以换算成电压。可见两部分无回路，故无电流，所以也就测不出电压。

另一方面看，我二楼式中的Ucd是随右边导体浮动的。当你测量U2时，由于电压表内阻，使得右边导体很快和电源负极电位一致（即Ucd = 0），因此测出的U2就是零。而当你测U1时，同样的由于电压表内阻，使 Ucd = 10V，即测得的U1为零。

只看该作者 · 2011-4-19 10:51

2# HWM
非常感谢你的解释，但我还没明白，我用电压表分别测AB 和CD的电压，怎么都是0V呢。
huocaigou 发表于 2011-4-19 10:27

没构成回路

没有电流回路

只看该作者 · 2011-4-19 12:04

4# HWM" 首先得理解通常电压表的工作原理。电压表（特别是指针式）测的是电流，利用 U = R I 才得以换算成电压。可见两部分无回路，故无电流，所以也就测不出电压。"能不能理解为由于电压表的构造特点使它在这个特殊的电路结构中测不到电压，并不等于没有电压，也就是说，实际上是有电压的，只在没测到而已，可以这样理解吗？

只看该作者 · 2011-4-19 12:06

本帖最后由 huocaigou 于 2011-4-19 12:08 编辑

5# momobin
基尔霍夫定律并没有说电压关系非要是一个具体回路呀，它说KVL也适合任意一个具有开口的假想的回路的呀。。这一假想不就麻烦了吗，我就不理解上面那个电路了呀。。

2万 · 2011-4-19 12:17

to 6L:

是的，原本有电压（至少不可能同为零电压）。只是由于电压表的接入，“干扰”了两端致使其电压变为零。

只看该作者 · 2011-4-19 13:01

8# HWM
实际中一节干电池的正极或者和负极与空间中的任意一点之间有电压吗？如是有的话是多少呢？怎么研究它呢？

2万 · 2011-4-19 13:10

to 9L：

有电压，但具体基本无法解析计算，因为过于复杂。

简单的可以考虑一个理想情况——电偶极子，这是任何一本《电磁学》书中都会讲到的东西。

只看该作者 · 2011-4-19 15:21

3# huocaigou

分别测，电路是开路的，怎么会有呢

只看该作者 · 2011-4-19 15:52

10# HWM
如此，好象很难理解，比如说既然电池正极与空间某两点A和B都有电压设为UA和UB，那么UA和UB相等吗？如果不相等，因为电压就是电位差，那就是说空间任意两点应该都有电位差啦，那么在AB两点接一导线，不就应该有电流了呀。实际中这又不可能，为什么呢？

只看该作者 · 2011-4-19 15:55

3# huocaigou

分别测，电路是开路的，怎么会有呢
wangjun403 发表于 2011-4-19 15:21

你是说本来就没有电压，还是说本来是有电压，只是表的测不到没有读数而已，我关心的是它本来不没有电压，是不是客观存在着一个电压。。。

2万 · 2011-4-19 16:11

to 12L:

这样跟你说吧，电池外由于存在电场，沿电场方向两不同点间就会存在电位差（或电势差、电压等，都是同一概念）。所以，空间两点间存在电压是“常事”，没什么奇怪的，只要有电场存在。那如果在原本具有电压的空间两点间连上根导线是否就存在电流呢？确实有！但那是瞬间即逝的。当导体内的电荷移动后会产生一个电场来抵消外加电场，这样，电流就消失了，导体也就变成了等势体。当然，这时原先两点间的电压也就不存在了。

如果，有个电源连接上述两点，这样将不断地运走导体两端的正负电荷。如此，电流才得以维系。

1万 · 2011-4-19 17:10

基尔霍夫定理适用于【回路】鉴定完毕，建议封贴。

只看该作者 · 2011-4-19 17:40

15# NE5532
你说的回路是指的什么意思，我的图算不算是一个回路呢？

只看该作者 · 2011-4-19 17:45

14# HWM
“如果，有个电源连接上述两点，这样将不断地运走导体两端的正负电荷。如此，电流才得以维系。”比如恒定电流流过导体时，导体内部有电场吗？是什么样的？大小和方向是固定的吗？导体外部空间有没有电场，大小方向是什么样的呢？

只看该作者 · 2011-4-19 17:50

14# HWM
还有一个问题，你说电池的正负极存在电场，是很正常的，电场的基本性质是吸引轻小物体，电池正极真的能吸引碎纸屑这样的轻小物体吗？我试了下不能吸引，不管多小的纸屑都不能吸引呀。。。

只看该作者 · 2011-4-19 18:19

百度了一下，这些问题要用电磁学理论来解释才行。感谢HWM兄的耐心解释。。。

2万 · 2011-4-19 18:59

to 17,18L:

如果导体内存在恒定电流，则说明其内有恒定电场。关于电流（密度）和电场（强度）有如下表达式成立：

J = σ E

其中，J是电流密度，σ是导体的电导率，E是电场强度。这就是欧姆定律的微观形式。可见，由于良导体的导电率很大，在一般通常的电流下，导体内的电场是很小的。电路分析中，通常将导体内的电场忽略，即看成等势体无压差。

导体外当然存在着电场。至于电场具体是如何的，要看具体情况。

另，电池为何不会吸引小东西，那是其场强不够大（电压不够高）。别小看静电，其电压可以达到数千伏特。

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