假設有1000萬千米長的電線,通電後一秒關閉,另一端的人會觸電嗎

相信很多人都對“電”感興趣,尤其是電動汽車普及之後;電動汽車與燃油車相比有一個特點,那就是“恆扭矩”,概念簡而言之為起步瞬間電門直接踏到底,動力電池組最強放電、瞬間即可讓電機爆發出最大扭矩,這是內燃機絕對做不到的。

這就足以說明電的傳輸速度極其快,轉化電磁場也只是剎那間;那麼如果給開關連線一個10000、100000、100000m,甚至上百億米的導線,接通開關的瞬間,另一端是否會觸電呢?這是個科學小常識,是否會觸電要以導線的長度綜合“電流速度”計算。

假設有1000萬千米長的電線,通電後一秒關閉,另一端的人會觸電嗎

一般觀點都認為電流的速度僅次於光速,事實上也確實差不多,標準為299792。458km/s,也就是每秒可以逸動299792458米,為了便於計算和觀察就算是2。99億米吧;光速是299792458米,也是2。99億米,也就是說光速和電的速度被認為一致,實際上在真空狀態下的電的速度確實與光速基本一致。

不過這並不是指電流或電子定向運動的速度,電子的運動速度開個玩笑就像是日系車的速度-“龜速”,走路都可以比它快;而電流在沒有接通開關之前是不存在的,電流可以理解為“電子流”,有N多電子組成的“河流”,電流就像是傳動系統裡的液壓油,這是個重點哦。

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“電速”真的概念是指電場的速度,電場的速度是與光速相當的,只是什麼是電場呢?

電場是一種很奇特的物質,它沒有分子或原子但是有能量,是客觀存在的、存在於電荷變化磁場周圍空間裡的物質,看不見摸不著但屬於能量;電場在接通電源後會剎那間被形成,形成後就會以光速進行傳播,就像是“電訊號”。

傳播的載體正是導線,在接通之前導線內沒有電場,此時當然是不通電的;接通之後電場在導線裡傳遞,傳遞到某個位置、這個位置就會形成電流,只是電流是由什麼組成,怎麼能說形成就形成了呢?參考下圖。

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導線裡或任何物質裡都有電子的存在,只是在沒有接通導線之前因為沒有電場,導線的電子處於靜平衡狀態;可以把導體理解為充滿電子的導線,或者理解為一根水管,電場是操作指令,通電後接收到電場指令的導體形成電流進行定向移動。不過導線其實是“單行道”,不是“彎道超車”的概念,也就是說電子是先接通指令後、接通指令的電子推動後面電子運動的操作;概念是接通指令的電子推著後面的電子形成電流進行定向移動,這就有答案了。

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電子流動到的速度是每秒2。99億米,這不重要了,即便是超長導線、比如1000萬千米,換算後為100億米,接通開關後按照第一秒接通指令的電子計算則需要大約33。44秒才能達到另一端,也就是在接通開關一秒後關閉開關,等待33。44秒後另一端還是會觸電,而且接觸的是2。99億米、一秒的電流,兩秒或三秒後關閉開關,對應相乘即可。

但事實卻是接通後最接近另一端的電子被推動並直接與其接觸,這就像排隊一樣,大家都挨在一起,最後面推一下就會瞬間讓最前面的人摔倒。

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綜上所述,電場的速度確實僅次於光速,傳輸的速度是極快的,這就是電最終會在各個領域取代常規燃料的原因,當然也有電能可以透過風、光、熱、水、海洋能等諸多能源轉化的原因,說白了就是可以無限獲取。

用電驅動的一切都會有極高的效率,包括汽車,上述假設足以說明問題;不過這也僅限於假設,因為不可能有這麼長的導線,即便有也會因電場衰減而不會觸電,所以上面講述的只是一個概念。

假設有1000萬千米長的電線,通電後一秒關閉,另一端的人會觸電嗎

編輯:天和Auto-汽車科學島

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