火星の帰還アースを使用して、地球から回路に電力を供給できますか？

地球からの熱線（120v 60 hz）と別の地球外体（火星）に挿入された銅の棒を使用して回路を完成できますか？インピーダンスが心配するものではなかった場合（火星がほんの1マイル離れているなど）。

私は以前に他の場所でこれを聞いて、いくつかの本当に矛盾した答えを得ました。

それは、火星と地球の間の電圧が何であるかによって異なりますが、それはわかりません。この電圧が0である可能性は低く、巨大な可能性があります。あなたの回路はほぼ同じ大きさの電圧を受け取ります。その結果、おそらく惑星間トースターの壮大な故障になります。

空気をきれいにする

「電流が流れるためには、地球への接続がなければならない」という考えは一般的なものであり、完全に間違っています。誤解が真実だった場合、地球との接続がないため、飛行機や衛星の回路は機能しません。そのような回路が機能すること、およびいくつかの回路が正常に機能するために大地への接続がまったく不要であることは非常に明白です。誤解は接地の概念から生じますが、接地は単なる基準電圧であることを忘れないでください。必ずしも地球である必要はありません。火星またはその他の電位である可能性があります。

第二に、電流が流れるために、回路は物理的に閉ループを作る必要がありません。ポイントAが固定され、ポイントBがに固定されている、このプロパティをtrueにするために物理的に接続する必要はありません。ポイントAとポイントBの間に抵抗を接続すると、BからAへの電流は、オームの法則に従ってになります。象徴的にすることが時々役立つV b I B A = V b / R 0 V V m a r $0V$$V_b$$I_{BA} = V_b/R$すべてのコンポーネントを接地基準電圧に配線します。このようにして、ポイントAに接続され、ポイントBに接続された電圧源に接続されたグランドを考えることができます。この場合、2つのポイントは物理的に接続する必要はありませんが、象徴的に接続されていると見なされます。このフレームワークでは、基準電圧がの地球を点Aと考え、未知の電圧をもつ点Bを火星と考えます。$0V$$V_{mars}$

火星との接続

どこにでもほぼ理想的な電気接続ができるとしましょう（便利な小さなポータルがあるとします）。電気を支配する物理法則は、宇宙のどこでも同じです。では、このポータルを使用して火星の地殻の地面に回路を接続するとどうなりますか？実際には、が何であるかによって異なります。$V_{mars}$

ケース1、$V_{mars} \approx V_{earth} = 0V$

この場合、回路は正常に機能します。あなたの回路は、それらがほぼ同じ電位を持っているので、地球ではなく火星に接続されていることを知りません。

$V_{mars} \gg V_{earth} = 0V$$V_{mars} \ll V_{earth} = 0V$

火星の電圧が地球の電圧と大幅に異なる場合、電流は確かに流れますが、回路は期待どおりに動作しない可能性があります。応じて、ヒューズを飛ばしたり、周辺のすべてをアーク溶接したり、勇ましい小さなトースターを単純に蒸発させたりします。$V_{mars}$

火星と地球間の電圧

私たちは本当にわからない私たちは、地球や火星の正味の電荷を知らないから、だろう。「地球の正味電荷に関する議論」という論文があります。$V_{mars}$

...十分に長い時間にわたって積分された、アースとの間の正味電流はゼロでなければなりません。そうでない場合、地球の電位は、力が電位勾配をより多くの電荷を「撃つ」ことができないほどの大きさになり、この状態に達すると、正味電流は実際にゼロになります。これは動的平衡です。

固体（および液体）地球（つまり地球）の正味電荷の問題は、その物体への電流がゼロである（常に、または平均して長時間）という事実から始めることではほとんど解決できません。「大気電気の古典像」の枠組み内でもありません。それを測定する実用的な方法はないようです。

基本的に、地球と火星はそれぞれ平衡電荷に達したと仮定できますが、これらの電荷が正の正、中性、負、またはそれらの大きさを知る方法はありません。それぞれの惑星の正味電荷がわからないため、それらの間の電圧を推定することはできません。

あなたが考える理由ではないが、答えは実際にはイエスだと思う。

SFのトリックの箱に入って4億kmの破壊できないケーブルを引き出したとしても、いくつかの実際的な問題があります。

それらの最初のものは「太陽風」です：太陽からの高速帯電粒子の流れ。これは、自由電子と陽子で構成されます。それらは地球の磁場の影響を受けます。大気圏への侵入により、オーロラなどのオーロラが発生します。太陽風の影響により、地球または火星の正味電荷がゼロにならない場合があります。これにより、ワイヤの接続時に非常に大きな雷のような放電が発生する場合があります。たとえば、この質問を参照してください。

ワイヤは太陽の磁場内を移動する導体でもあるため、両端で接地（マージング）されていても電流が誘導されます。その長さを考えると、これは大きいかもしれません。

それはだまた、アンテナ、それは太陽のRF干渉をピックアップします。

これらをすべて無視するとします。作用する別の効果があります。50Hzの主電源の波長はわずか6000kmなので、ケーブルは伝送ラインとして機能します。どの時点でも、電流は前後に流れます。

これは、ピンポンボールを搭載した車のアンテナのように、端に非導電性の球体を持つ非常に大きなモノポールアンテナとしてモデル化できます。ワイヤの抵抗損失を克服するのに十分な大きさの電源があると仮定すると、AC機器を接続するだけで機能します。ケーブルが超電導であっても、ワイヤの中央で120Vを達成するには、おそらく駆動側で120Vをはるかに超える必要があります。

2つの物体は（非常に非常に小さい）コンデンサを形成するため、回路は実際に閉じられ、（非常に非常に小さい）電流が流れる可能性があります。

それが理論的に正しい答えです。実際には、ほとんどすべての実用的な目的のために電流は非常に小さく、ゼロと呼ぶことができます。

すべての意図と目的のために、いいえ。

「地球」接続は、単一の惑星の地面に挿入されたすべての地球ロッドが惑星の地殻を介して効果的に接続されているという事実によって機能します。接続は必ずしも完全ではありません（例：0Ω、しかしかなり低いインピーダンスです）。

地球と火星は何百万キロメートルもの非常に硬い真空によって互いに電気的に隔離されているため、電流が戻る経路はありません。そのため、Wouter van Ooijenが言ったように、コンデンサーのように振る舞う何かができあがります。

それは、リターングラウンドまたは質問の単語を使用して、回路を完了するかどうかの質問に依存します。

写真の紛らわしい部分はACジェネレーターです。2つの端子がなく、大西洋の等電位水に囲まれています。したがって、それが作成するすべての電流は海にとどまります。あなたの質問のもう一つの潜在的に（しゃれを意図した）誤解を招くような詳細は、火星の地球/地面のシンボルであり、これがあなたのトラブルの原因だと思います。副<文>この[前述の事実の]結果として、それ故に、従って、だから◆【同】consequently; therefore <文>このような方法で、このようにして、こんなふうに、上に述べたように◆【同】in this manner <文>そのような程度まで<文> AひいてはB◆【用法】A and thus B <文>例えば◆【同】for example; as an example、 ...

ジェネレーターに別の画像を使用し、2つの端子を使用して、セットアップを自由に再配置しました。発電機の一方の端は地球に接続され（ⴲ）、もう一方の端は電球に接続され、そこから火星（♂）に接続されます。電球は消灯（「オフ」）のままであることに注意してください。

電流を流して電球を点灯させるには、戻り線が必要で、次のように回路を閉じます。

回路が機能するために、接地または接地する必要はありません。必要なのは、電流がループを流れることができる回路全体です。それの楽しみのために、の任意大地/アース記号を使用しています一つの回路作成してみましょう接地とのOne Marsedを。これは、全体の共通の参照を取得するために裁量で使用される追加のシンボルにすぎないことに注意してください。これは、回路が機能するために必要なものではありません。

回路が機能するために本当に必要なのは、火星から地球への戻り線でした。このリターン線は、実際には同じ電位で火星と地球を置くので、私たちも、地球がされるように考慮することができmarsedと火星がされるように接地された -これはまだ同じ構成で、関係なく、我々はなし、1または2アース/アースシンボルを使用する場合：

さて、最後の質問が残っているかもしれません：最初の画像でグラウンドシンボルを使用するとどうなりますか？このような：

またはこれ：

まあ、電球は消えたままです。繰り返しますが、これはシンボルではなく、必要な戻り線であり、最後の2つの画像のいずれにもありません。

うーん...回路が実際にグラウンド/アース記号を気にしない場合、なぜ多くの人がそれをそれほど頻繁に使用するのですか？ポイントは何ですか？

これをチェックしてください：

電球は点灯していますが、リターンリンクがありません。これは、グランドシンボルマジックを使用して、回路のすべての接地ビットを接続するワイヤを実際に引くのに時間がかからなかった場合でも、グランドシンボルに接続された回路図のすべての部分が接続されていると見なされるためです。

これらはすべて同じで、異なる表記を使用しています。

グラウンド/アースシンボルは非常に便利なので、頻繁に使用します。厳密に言えば、アースされた回路はアースまたは安全アース（文字通り：家や庭の隣の大きな棒でアースに接続されます）に接続され、アースされた回路はバッテリー駆動デバイスの（-）端に接続できます、実際の地面への実際の接続なし。これはわかりにくいですが、専門用語であり、誰もが使用しています。

このすべての知識を身につけて、なぜこれが非常に面白いのかを理解することができます（画像ソース）...

• 注（1）：理由により、天文記号（ⴲ、♂）を使用しました。そうすることで、私はどちらの惑星でも電気的な地球のシンボルを自由に使用できました。

• 注（2）：ACジェネレーターはDCバッテリーでもかまいません。この設定を理解するために、バッテリーを1秒間に50回または60回反転させるのと同じように、AC電源を考えることができます（国家標準に応じて）。なぜDCが地球と地面でうまく機能しないのかを説明するために、金属製の物理的な戻り線がないと、地面の電気分解と水分を考慮してください...これは全く別の話です...

「地面」という言葉は捨てたほうがいいです。回路の一方のノードは接地され、もう一方のノードはマージされます。これらは別個の根拠です。

切断された地面を作成するために宇宙に行く必要はありません。次のスキームでは、V1は60 Hzで120 VRMSを供給し、XFMR1とXFMR2は1：1絶縁トランスです。それぞれが独自の電気的ドメインを作成し、そこでノードをグラウンドとして識別し、別のノードを「ホット」として識別できます。完全な回路がないため、一方のドメインの「ホット」から、もう一方のドメインのグランドから電流を流すことはできません。そのため、ランプは点灯できません。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

残念ながら、私は火星に行ったことがないので、この理論をテストする方法はありません。発電機からの120v 60hzは、アースから較正されます。つまり、地球の電荷をゼロ基準として使用しています。参照は速度を類推できます。たとえば、あなたはどれくらい速く動いていますか？それはあなたがそれを比較しているものに依存します：あなたは出発点です。地球の中心; 太陽; 銀河中心; または、レースであなたの隣の人。グランドへの電圧は同じものであると仮定します。したがって、接地回路の正味電圧は、120v +/-地球と火星の電荷の差になります。できれば、既知の電圧源で火星の接地回路の電圧を測定して、この理論をテストします。地球に対して較正されているため、この差は地球に対する火星の電荷を定義します。

問題は、提示する図面に閉ループが含まれていないため、電流が流れないことです。

ただし、これは場合によっては可能です。

1. 地球にいくらかの電荷を加えることができ、2つの惑星の電荷が等しくなるまで電流が流れます。たとえば、火星から電子を取り出して地球に送ることができます。

2. ACを使用する場合、それらの間に容量があり（Wouter van Ooijenの答えを参照）、ループを閉じます。

3. 地球の電荷がゼロと異なる場合（ケース1）、太陽の周りを回転するため、その周りに磁場があり、これは（どういうわけか）惑星間に電圧を誘導するために使用できます。どのように制御できるか想像できません。

私の答えは、そうです-それは可能ですが、現時点では理論的な方法でのみです。