開いている伝送ラインに電流が流れますか?


10

下の図をご覧ください。

ここに画像の説明を入力してください

問題は、スイッチが閉じているときに電球が瞬間的に点滅するかどうかです。私はそうなると思いますが、私は間違っていると感じます。

点滅すると思うのは、スイッチを閉じると、送電線の電位がバッテリー端子の電位と同じになるはずであり、そのためには電子が流れる必要があります。電位バランスに達するまで配線します。電子がワイヤーを流れるとき、それらは電球のフィラメントを通過して、ライトをオンにする必要があります。

ちなみに、電球は部屋を照らさないか、まったく点灯しないこともわかっています。ここでは、電球を使って質問を説明しているだけで、実際の実験を表すつもりはありません。

ありがとう。


電子を動かす原因は何でしょうか?
JIm Dearden、2015年

1
電流は流れず、充電が流れます。
fuzzyhair2

1
これはアンテナと大差ありません。スイッチされたDC電圧により、波が回線を伝わります。
Adam Davis

回答:


17

はい、電球の右側にある伝送ラインの部分(つまり、その容量)が電源電圧まで充電されると、電球を流れる短い電流パルスが発生します。


1
流量に影響を与えるいくつかの要因、つまり、それが電球の右側にあるワイヤーの質量、初期の充電差などに依存するかどうかに言及します
user2813274

@ user2813274:実際、ワイヤーの質量はそれとは無関係であり、OPは初期条件を指定しました。詳細についてはこの回答を参照してください。ただし、重要なパラメーターは、電球Rの抵抗、伝送ラインZ0の特性インピーダンス、およびラインの長さです。R = Z0の場合、大きさがV / 2Rのきちんとした長方形の電流パルスが発生します。これは、過渡電流がラインの終わりまで伝搬して再び戻るのに十分なだけ長く続きます。
Dave Tweed

15

回路を集中素子回路と見なした場合でも、スイッチをオンにしたときにわずかな電流パルスが発生します。つまり、伝送線路理論に頼ることはありません。実際の回路では浮遊容量が常に存在するため、伝送線路の開放端をコンデンサー(小さな静電容量、たとえば、1〜10pF)としてモデル化する場合があることに注意してください。したがって、Rがフィラメントである集中RC回路があります。したがって、スイッチを閉じると、フィラメントを介してその小さなコンデンサが充電されます。

ようないくつかの球場の数値を仮定しますR=100ΩC=10pFVDC=10V=VDC/R=100メートルτ=RC=100Ω×10pF=1s

もちろん、電流が消滅する前にフィラメントに転送されるエネルギーは非常に小さいため、通常のランプは検出可能な光を放射できません。


10

いいえ、はい、それはあなたの意見に依存します。

回路図シンボルとして表示する場合は、いいえ。これは通常、ほとんどのエンジニアが計算を行ったり、作業の大部分(回路図)を設計するときに表示されます。このビューでは、電圧によって駆動される連続的な接続がある場合に電流が流れますが、ここには連続的な接続がないため、電流は流れません。

はい、それを伝送ラインと見なせば可能です。@Andyakaと@DaveTweetが言及しているように、電圧の変化は伝送ラインを介して伝播し、電圧変化がある伝送のすべてのポイントで電流が流れます(変位電流)。ただし、電圧が変化しなくなるまで、比較的早く安定します。

大雑把な例えとして、あなたはそれをあなたが静止していて動かないなら、あなたは動くのかと考えることができますか?地球に対して相対的である場合、そうではありませんが、太陽に対して相対的です。実際にはかなり高速です。


8

電気は流れなければなりません。そうでなければ、電源は最後に負荷がないことをどのようにして知ることができますか。これはすべて伝送線路理論に組み込まれています。流れる電流は、伝送線路の入力インピーダンスに基づいています。ちなみにそれは特性インピーダンスと呼ばれています。もう1つの興味深い副作用は、無限に長い無損失伝送線路が、供給される電圧とケーブルの特性インピーダンスに基づいて無制限に電流を流すことです。


2
長い延長コードを差し込むときによく見ると、もう一方の端に何も差し込まれていない状態で少し火花が出ることがあります。ACは他の考慮事項をいくつか導入します(かなり容量性のある伝送ラインの無効電力...)
rdtsc '25年
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.