Что такое электрическая цепь?
Вы, возможно, задавались вопросом, как заряды могут непрерывно течь в одном направлении по проводам без использования гипотетических источников и пунктов назначения. Чтобы схема с источником и пунктом назначения работала, они оба, чтобы поддерживать непрерывный поток, должны иметь бесконечную емкость для зарядов!
Используя аналогию с шариками и трубкой из предыдущей статьи о проводниках, диэлектриках и потоке электронов, источник шариков и приемное ведро для шариков должны быть бесконечно большими, чтобы вместить достаточно шариков для поддержания «потока».
Что такое электрическая цепь?
Ответ на этот парадокс можно найти в концепции электрической цепи: бесконечный петлевой путь для носителей заряда. Если мы возьмем провод или несколько проводов, соединенных встык, и закрутим его так, чтобы он образовал непрерывный путь, у нас будут средства для поддержания направленного потока заряда, не прибегая к бесконечным источникам и приемникам:
Каждый носитель заряда, движущийся по часовой стрелке в этой цепи, толкает того, что находится перед ним, который толкает того, что находится перед ним, и так далее, и так далее, точно так же, как хула-хуп, наполненный шариками. Теперь у нас есть возможность поддерживать непрерывный поток заряда бесконечно без необходимости бесконечных источников и приемников. Всё, что нам нужно для поддержания этого потока, – это средства непрерывного побуждения этих носителей заряда, о которых мы поговорим в следующем разделе этой главы, посвященном напряжению и току.
Что означает обрыв цепи?
Целостность в цепи так же важна, как и в простом куске провода. Как и в примере с простым отрезком провода между источником и приемником, любой разрыв в этой цепи помешает прохождению через нее заряда:
Здесь важно понимать, что не имеет значения, где происходит разрыв. Любое нарушение целостности в цепи остановит поток заряда по всей цепи. Если не существует целой, безразрывной петли из проводящего материала, через которую проходят носители заряда, устойчивый поток просто не может поддерживаться.
Резюме
- Электрическая цепь представляет собой непрерывную петлю из проводящего материала, которая позволяет носителям заряда непрерывно протекать без начала или конца.
- Если цепь «разорвана», это означает, что ее проводящие элементы больше не образуют полный путь, и в ней не может происходить непрерывный поток заряда.
- Местоположение разрыва в цепи не имеет отношения к ее неспособности поддерживать непрерывный поток заряда. Любой разрыв в любом месте цепи препятствует перемещению носителей заряда по этой цепи.