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  • 1 # 使用者1612352768644

    你說的問題確實存在,但在這個時候就沒有電流這個東西了。高中時說的電流是恆穩電流,討論的是電流穩定之後的事情。但這個非靜態過程,正如其他答案所說,傳遞是光速級的。也即是視電路大小,非穩定過程只有納秒至微秒級。對於簡單小型電路來說關係不大。在非準靜態過程中,我們討論的是電流密度。你不能把電流當成在哪都相同。可以想象你這張圖中,A點向上的分流必然小於由上至下的電流。二者相撞,最終由上至下的電流還是會擠到A點。此時由B到A的兩條支路平衡,電路進入恆穩狀態。電流電壓那一套就是為了讓你在不知道中間過程的情況下,算出恆穩電路的狀態。就像你把珠子放在一個複雜的下滑軌道上,不管軌道多複雜,我們知道最終珠子必然會從終點出來。而這個最終狀態才是我們要關心的,中間狀態時間太短了-----------------------------------------------------------------------------------------------下面的部分不屬於答案,是稍微專業一點的討論:真不明白為什麼這麼多人在糾結電流速度的問題。請大家找一本專業的物理書,從頭到尾翻一遍,看哪裡有“電流速度”這個詞?電流就是電流,不是物質,沒有速度。 電場群速,電流密度群速,漂移速度,費米速度都不是“電流速度”。 題主是孩子,我不會跟題主糾結這個問題。但是你們這些答題的有信誓旦旦的說電流速度就是漂移速度的,或者說電流速度就是電場群速的( @張浩),還有稍微好一點,但是把電場群速等同於電流密度群速的( @小蘿莉 ),電子響應可不是瞬時的,雖然時間短,你可以說二者速度接近,但是者二者可不能劃等號。不是做物理的我也不想提了,但是做物理的還是應該注意下吧題主這裡的意思明顯是在考慮電流密度的群速,糾結的是電流如何變化的問題。這裡只有 @小蘿莉 真的在答題,其他人都在討論什麼鬼。顯然題主的疑惑來源於定性分析時只考慮了有無的問題,忽視了多少的問題。他只考慮了A點“有”向上的電流,上支路也“有”向下的電流,但忽視了上方電流比A點向上的電流強的這個事實,因而推出電流會在上支路平衡的佯謬。這與他學到的電路分析的結果不符,所以才來知乎問了這個問題。我跟 @小蘿莉 想法的區別在於,到底A點有沒有向上的電流? 讓我們忘掉電路學,從基本的經典電磁理論來考慮,電路中的電壓是怎麼變化的?在電路學中,我們說導線兩端的電壓差帶動了載流子的運動,但是在電路學中我們做了什麼假設呢?讓我們考慮一個step function訊號。在這裡,我們把電路當成經典模型。首先,這不是一個電磁波,我們只是瞬間改變了某點的電壓,而不是產生電磁輻射(雖然必然有輻射,但與我們的電路無關)。假設導線中間是真空的,邊緣是完美絕緣體,我們的電勢場在軸向上也只是一個step function。在導線中放一個電子,它感受到的只是uniform的電勢。也就是說我們在導線兩端提供壓差的行為並不會讓電子移動,電訊號也並不會傳遞出去。意思就是,導線中電場的建立並不是自發的。那電訊號是怎麼傳播的呢?想象一個在邊緣的電子,我們瞬間提供一個訊號,在邊緣,電子瞬間感受到一個近乎無窮大的電勢梯度。假設電子剛好受到嚮導線的力,則其必然會向內移動。如果導線內部是一個平衡的電子海,則該電子的進入會打破平衡。誠然,電子產生的電場能作用到無窮遠,該電子的移動的效應會以光速傳播出去,但是該電場是以距離的平方遞減的。該電場只對周圍的電子產生明顯的影響,讓周圍的電子向相同的方向移動出去,而移動的電子與未移動的電子之間會產生於電訊號幾乎一樣的電壓差。也就是說,是電子的流動產生了電壓差。電流與電壓是一個相互作用過程,在電流穩定前電壓也是不穩定的。當然,這個作用發生的時間很短,電子海只要達到漂移速度就能進入準靜態了。而漂移速度非常小,電子質量也非常小,因而電流的群速幾乎就等於電場的群速。說了這麼多,我想證明的就是電流的傳播與可壓縮流體是一樣的,在非準靜態下,題主說的問題確實是會發生的,只是會很快進入準靜態,我們幾乎觀察不到而已

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