電阻為零時,怎麼計算電流?

2020-12-27 飛魚科普

超導體沒有電阻,但是電阻為零時,歐姆定律不適用,該怎麼計算電流?但是換一個角度來看,電阻不僅限制電流增大,還會消耗電能轉化為熱能,沒了電阻,少了熱能轉換,能量守恆定律計算起來就簡單了。

工業電阻

對於化學電池,假設電池電阻也為零,電池就不會燒壞,不這麼假設就會回到電阻電路。電池的化學反應釋放能量不斷給電子加速,如果化學反應累積釋放的總能量為E,轉化效率為a,迴路電子總質量為m,電子速度為v。則0.5mv=E×a,電流I=電子總電量×v/迴路長度。此時電壓為零或者幾乎為零,且不用考慮電子速度的相對論效應。

化學電池

對於超導線圈,用電磁場產生電流,只需要計算電磁場轉化的能量E;對於瞬時電壓,計算迴路電子在電壓電場中的勢能E,剩下的電流計算就相同了。

從能量守恆定律考慮,超導體電路的電流問題迎刃而解。

能量守恆

再舉一個例子,也是公式中除數為零的情況:如果一個物質質量為零,會不會受到引力作用?用萬有引力公式,算出來的引力為零,但質量也為零。那麼問題來了,加速度是多少?換一個角度從相對論考慮,引力是時空彎曲,和質量沒有關係,就可以肯定地說,質量為零的物體一樣受到引力作用。

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