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1 # 醉花音
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2 # 技能兩分鐘
考慮內阻
由於導線中不存在電阻把導線連到電源兩端之後會形成一個迴路,此時電壓源兩端的電壓應全部被內阻分擔,這種情況下電源內部和正常情況下短路現象應該一樣,會產生大量的熱量。
問題是超導線會不會產生熱量?如果認為電源兩端的電壓全部被內阻分擔,那麼超導線不應該分擔電壓,也就是不會產生熱量。假設產生熱量,那麼導線溫度就會升高,總有一時刻會變成非超導體,這與假設相矛盾,所以應該不存在這種情況。
不考慮內阻不考慮內阻這種下用超導體把電源兩端連一塊,問題是電源兩端的電壓被誰分擔了?在同一節點上的電壓應該相同,用超導體把電源兩端變成了同一個節點,很明顯這個節點是無法滿足在同一節點上電壓相同這個條件的,所以這種情況下應是不存在的。
這個問題只是想象,我能力也有限,只從電學角度來考慮的,有什麼不足的地方還望大家補充。
謝邀。用零阻值的導體將電壓源正負極連線起來,可不是隻有電源發燙,爆炸那麼簡單,這個過程中涉及到了很多的變化,我們就把這個導體看作是一段超導體,而超導體是指在某個溫度下,導電體的電阻為零,但是不是絕對為零,人們通常將測量阻值低於10-25Ω時的導體看作是零阻值。
1:就按照題主所說的那樣直接將超導體的兩端與一節乾電池相連,電池的電壓是1.5伏特,以液氦冷卻汞為電阻,環境溫度為4.2K,電阻是上述的那個阻值,經過計算你會發現電流大得驚人,也就是說對於超導體,只要非常微弱的電壓就能激發出超大的電流,看起來非常美好,但是別忘了這是計算出來的結果是沒有考慮電池工作溫度的;
2:假如這節電池是鋅錳乾電池,當溫度在負20攝氏度時,電解質被凍成冰塊,失去導電能力,所以電池放不出電來,更何況汞超導體是在零下268.95攝氏度的環境下,沒有一點電壓!所以電池不會發燙,也不會爆炸;如果這個時候你將電池拿開,用一段長長的導線將超導體兩端連線到電池上,由於普通導線存在電阻且還會與低溫接觸,這時電池釋放的電能就轉化為導線上電阻釋放的熱能,導線越長電阻越大。以上的設想都是非理想的現實環境,那有沒有比較可靠一點的理想環境呢?
3:其實是有的,從1954年開始,科學家們就努力地證明超導體的電阻為零,他們將一個鉛製的圓環放在溫度低於7.2K的環境中,然後利用電磁感應現象使圓環帶上電流,這個實驗相當於將電源和導線“整合”在了一起,最後科學家們發現在兩年的時間內電流一直沒有減小,這就說明圓環中沒有電阻帶來的熱量損耗,超導體能夠儲存電能。
透過兩個現象的對比可以發現,以人類目前的技術將超導與現實完美地結合起來還有點困難,很多都必須要在實驗室才能完成,更別說將整個電路都放在極低的溫度下,因為環境的變化必然導致材料的革命,從而帶來成本就非常高。