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我記得看過一個超導實驗影片,電流示數很大,但是有示數的。超導時電阻不是為0嗎?按照歐姆定律,電流不應該為無限大嗎?怎麼還會有示數?
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回覆列表
  • 1 # 協和——和諧

    線路里的電流是用電器的電流,這個用電裝置的規模越大,線路上的電流就會越大,超導線路的阻抗為零,就是線上路上的損耗為零,就是大線路上不產生電壓降。

  • 2 # 陳昌海12

    超導的電是初給電壓電流線上圈閉路上永遠保持的作用,在閉路線圈的磁場是鐵的抗斥有著相對關係的,對其它磁場同樣抗斥作用的磁懸浮列車就是利用這一道理。

  • 3 # ooO孫悟空Ooo

    因為單位時間內透過超導體的電荷是有限的,即電流。

    導體就像水管,電子就像水,電子的定向移動形成電流。水管堵塞越嚴重水流就越小,導體也一樣。超導體就好像一根新水管,雖然沒有一點堵塞。但它的截面也是有限的,單位時間內能透過的電荷當然也是有限的了。

    而且超導體也只是整個電路的一部分,並不是全電路都是超導體組成。這就好像蓄水池要排水,而排水管道時粗時細。決定排水快慢的是最細的那一截管道的排水能力。

    綜上所述,所以電流不會是無限大。

  • 4 # Meng47846142

    導線假如有電阻 就要 分一部分電壓 還會發熱

    導線沒電阻 就不分壓 只有用電器和電源內阻上才有電壓

  • 5 # 容濟點火器

    歐姆定律,只是一個從實驗中歸納出來的一個公式,這個公式不代表在任何時候都可以死板套用,好比牛頓定律是相對論在宏觀低速情況下的特殊關係一個道理,歐姆定律只適合常規的電壓和電流關係,並不適合在超導這種特殊的環境裡邊。

    可以設想電壓是水壓,比如高處有個水池,透過一個水泵往外排水,正常情況下,因為有阻力存在,水流沒有那麼快。假設管路里邊的阻力突然變成零了,水流當然會變快,但是水泵的能力就那麼強,不可能讓水流速度變成無窮大的,超導也類似道理,只是相當於傳輸的導線沒有阻礙電流運動的阻力而已,至於跑多快,和電壓源這邊的功率有很大關係。

    只能說,因為是超導體,沒有了電阻,電流在導體裡邊運動時候沒有阻力,不會帶來什麼損耗和能量轉換,所以裡邊的電子會一直在電路里邊運動下去,至少已經可以觀察到幾年都在運動的情況,有點類似於永動機的道理了,但是並不代表電流會無窮大。

    另外,電壓源內部也會有電阻的,無法做到電壓源裡邊也是超導,這也會直接限制了電流的大小。如果電流大到一定程度,雖然導體這邊是不會發熱的,但是電源內部會因為內阻存在而發熱厲害,直接把電源本體燒掉了。

    有人將超導圓環放到一個變化的磁場裡邊,這樣在圓環裡邊有了感應的電流,去掉了磁場,因為沒有電阻消耗能量,電流可以持續存在很長時間不會衰減,但是因為圓環也會有一定的電感量,如果電流變大,電感會阻礙這個電流的增大,所以會有一定的平衡值,並不會變成無窮大的電流。

    退一步講,假如電源的能力是無窮大,真實電流也是無窮大,目前的儀器,也會有測量範圍的,無法測量到“無窮”的引數,在儀表上還是會顯示出來的。

  • 6 # 物原愛牛毛1

    咱們分三個層次來回答,在回答這個問題之前,咱們先來說明一下歐姆定律的適用範圍。歐姆定律適用於純電阻電路,包括閉合電路的全歐姆定律和部分電阻電路的歐姆定律。對於電感、電容等電路並不完全適用。

    1,整個電路並不全是超導體,超導體只是整個電路的一部分,其電阻為0,電路中還有其它電阻R和電源內阻r,即電動勢ε=(Ir+IR)>0,其中電流為I。那麼I=ε/(r+R)>0,但小於+∞。

    2,在某一溫度下電阻為0的導體叫超導體。但超導體的電阻實際上不是絕對為0,在實驗中,若導體的電阻測量值低於10的負25次方Ω可以認為電阻為0。超導體具有三個基本特性:完全導電性、完全抗磁性和通用量子化。

    完全抗磁性

    其中完全導電性適用於直流電,在交流電中產生交流損耗。所以儘管超導體的電阻R0很小,但畢竟不是0,因此I=U/R0>0,小於+∞,其中U為電壓。

    3,即使超導體電阻真為0,全電路沒有任何電阻,是個純超導體電路(儘管不可能),那麼電路的電壓也變為0,電路的電流I=U/R0就變成了0/0型,這是有極限值的,電流I不會無窮大,即I<+∞。

    超導體應用分三類:強電應用(發電、輸電和儲能)、弱電應用(計算機和微波器件)和抗磁性應用(磁懸浮和熱核聚變反應)。

  • 7 # 艾伯史密斯

    答:歐姆定律只適用於純電阻電路,或者等效為純電阻的電路中;並不適用於超導體內,超導體的電流描述,需要用更基本的物理定律。

    歐姆定律

    歐姆定律是德國科學家喬治·西蒙·歐姆,在1826年提出來的物理定律,表述為:同一電路中,透過某段導體的電流,與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比,既I=U/R。

    如果只看公式本身,當電阻為零時,似乎電路中的電流會變得無窮大,這顯然是有問題的;原因在於,歐姆定律是根據實驗總結出來的定律,本質上是經驗公式,不是嚴格的物理定律。

    嚴格的物理定律,就比如牛頓第二定律F=ma;經驗公式,就比如海拔每提升100米,氣溫就下降大約0.6℃;前者是嚴格遵循的物理規律,後者只在一定範圍和精度內近似成立。

    歐姆定律屬於經驗公式,科學實驗表明,對於電流承受能力足夠的某段導體,在1000安培內,歐姆定律的誤差小於1%,在10000安培時,歐姆定律的誤差小於2%,但是並不適用於超導體、半導體和氣體導電中。

    超導體

    對於超導體,我們需要使用更基本的物理定律,來描述透過超導體的電流,在物理學中電流定義為:單位時間內透過導體橫截面的電荷量,既I=Q/t。

    這是電流的定義式,適用於任何情況,當然也適用於超導體內;超導體還可以看成,電流在透過超導體時,不會產生壓降。

    在1954年3月16日~1956年9月5日,科學家做了著名的昂尼斯持久電流實驗,利用電磁感應激發環形超導體的電流,然後在接下來的兩年多時間裡,超導體內的電流沒有衰減,說明超導體的電阻絕對為零。

    如果我們把電源電壓直接加在超導體兩端,由於超導體沒有電阻,所以相當於電源正負極短路,電流由電源的內電阻決定;如果我們把超導體加在電路當中,那麼可以透過串聯電路性質,來得到透過超導體的電流。

    我們研究的電路圖中,其實所有導線都被近似看成超導體,因為我們預設導線是沒有電阻的,透過導線的電流也不產生壓降。

    在實際當中,超導體還存在臨界電流密度Jc,當超過臨界電流後,超導體的超導特性將會消失,所以對於某段確定的超導體,電流並不會出現無限大。

  • 8 # 使用者62453013877

    外電路電阻為零了電源不可能提供無限大的電流,電源本身的內阻也限制了電流的數量級,這兩個因素限制了電流的無限增大。

  • 9 # 不入流的大劉

    I=U/R

    (公式1.歐姆定律)

    所以R無線接近於0的時候,I應該是無限接近於無窮的啊。

    您,想當然了。

    歐姆定律是歐姆根據實驗得出的規律,是經驗結論,不是物理定論。很多朋友會問,結論和定論有什麼區別?這不是文字遊戲嗎?

    還真不是,定論、定理、公理都是可以作為推導公式、發現新理論的基石,從它們推匯出的公式是正確的。但實驗總結出的經驗結論,往往是有條件的,是在很多情況下未必成立的。

    回到問題本身,當電環流中,導體都是無限接近超導體的情況下的時候,這個公式就不適用了。

    電流的定義是:單位時間內透過導體橫截面的電荷量,也就是——

    I=Q/t

    (公式2.電流物理學定義)

    那麼超導體兩頭接的電壓和電量是有限的,Q就是有限的,所以I不可能無限大。

    題設裡還有一些BUG:

    1.電源

    雖然電源接了超導體之後,電流會變的很大。

    但其實電源裡往往是有電阻的,那麼電流的計算可能還是很大程度上符合I=U/R,只不過這裡的電阻是電源中的。電流很大,就很可能讓電源過熱燒掉。

    2.電流表

    (圖2.電流表示意)

    朋友啊,就算退一萬步講,真的是電源強大、電阻忽略不計、還能持續供電,真實電流也是無窮大,可是:

    目前的儀器,也會有測量範圍的,是無法測量到“無窮”的結果的啊好嗎?在儀表上還是會顯示出來的。就好像——

    (圖3.《切爾諾貝利》劇組在拍攝期間仍然可以測得3.74倫琴的輻射強度)

    《切爾諾貝利》裡測輻射一樣,多少倫琴都是能測出來的,並不會給你一個無窮的結果。

  • 10 # Talk工控白

    既然超導時電阻為零,為什麼通電後電流還有示數而不是無限大?

    電阻的起源是源自於載流子在材料運動過程中受到的各種各樣的阻尼。載流子可以是電子也可以是空穴。

    我們生活中看到的有絕緣體材料、半導體材料、導體材料,它們的劃分是按照常溫電阻率從大到小來劃分的。常見的絕大部分金屬只能說是良導體,它們在室溫下電阻率很小但不是零,一般都是在10-12mΩ.cm量級附近。

    在自然界是否有電阻為零的材料?

    這個確實有電阻為零的材料,也就是超導體。前提是要把超導材料降到某個特定溫度以下,使材料進入超導態,此時材料的電阻才會突降至零。超導材料進入超導態,會出現零電阻態、完全抗磁性特徵,這兩個特徵是一種材料是否為超導體必須同時具備的兩個獨立特徵。實驗上已經驗證了超導體材料電阻率小於10^-23mΩ.cm就認為其電阻為零了。從上圖可看出,水銀4.2k(-268.95℃)以下為零電阻態,因此也是第一個被發現的超導體。由此可知,超導體的發展和發展,與低溫有著密切的關係。

    歐姆定律是不適用超導體材料電流計算的,只適用於純電阻電路中。由導體材料公式可知,當導體材料電阻率越小,在長度和橫截面積不變時,其電阻越小。當超導體材料電阻率小於10^-23mΩ.cm時視為電阻為零,無論超導體材料長度和橫截面積如何變化,電阻都視為零。

    超導在強電中的應用,如超導輸電線進行遠距離輸電,那麼線路就沒有焦耳熱產生,從而大大的降低傳輸過程中的損耗。同時還可以簡化變壓器、發電機等熱絕緣,並且保證輸電穩定性和提高輸電的安全性。

    為什麼超導體中的電流不是無限大?

    這個不要用歐姆定律看待問題,歐姆定律只是計算純電阻電路中的一個基本公式。要想我們用的電來自哪裡,是來自發電機,它的發電量是有限的,在超導體傳輸過程中的電流變的無限大,完全不符合能量守恆定律嘛。所以說發電機功率一定時,只要看升壓變壓器的電壓升高是多少,就知道超導體線路中的電流大小。做個假設,升壓變壓器將電壓升到無限大(知道是不可能的),就算用了超導體材料的輸電線,其流過的電流也是無限小的。所以把超導體材料做成的電線,想成無限光滑的管道就是了,水在無限光滑的管道內流動就不會有損失。電在超導體材料中也是如此,電流在超導體材料流動,就由於沒有電阻就不會有焦耳熱產生,因此就沒有損耗。

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