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如果没有电阻

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发表于 2009-6-12 17:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
许多人和我一起想像过超导体中的电流会是什么样子的,超导体两端有电压吗?如果有,电流会不会无穷大?诸如此类问题,如果仅凭想像恐怕很难解决,还是用数学工具来算一下吧。
超导体对电流也有“阻碍”,这个“阻碍”源于自感现象,如果把理想的超导体直接接在理想的电源两端,电流肯定会非常大,但同时因为电流增长很快,磁场变化也很快,会产生很大的反电动势,阻止电流在有限的时间内趋于无穷大。这个“阻碍”,阻碍的是电流的变化。设这个反电动势与电流的变化率成正比关系:
E反=L(dI/dt)
由于电阻为0,E反=E,即
L(dI/dt)=E…………(1)
设t=0时,I=I0,积分可得
I=(E/L)t+I0
可见I与t成线性关系。由于一般导线的L较小,电流会增长得很快。
对于普通的电路,存在一定的电阻,方程(1)会变为
Ir+L(dI/dt)=E
先分离变量
dI/(Ir-E)=-dt/L
两边积分并取t=0时,I=I0,
ln|(Ir-E)/(I0r-E)|=-(r/L)t
当E=Ir时,dI/dt=0,电流不再变化,所以(Ir-E)/(I0r-E)恒大于零,上式就可以化为
I=E/r+exp(-rt/L)(I0r-E)/r…………(2)
r/L较大时,后一项将随时间t迅速地衰减为零,即I=E/r。这就是不考虑自感时的简单情况。r极小时,对于每一个固定的t。
I=lim(r->0)  [E/r+exp(-rt/L)(I0r-E)/r]
=lim(r->0)  [E+exp(-rt/L)(I0r-E)]/r
用洛必达法则可以求出上式的极限为(E/L)t+I0,当然,这又回归了电阻为0时的情况。
电阻为零的情况很难实现,但是可以让自感较大(以便r/L不能忽略),来很轻易地验证(2)式。

                                                                                                                07.6.30
发表于 2009-6-12 18:06 | 显示全部楼层
这个    我是没有好好想过,

    不过看了,有一点感觉。
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发表于 2009-6-12 20:43 | 显示全部楼层
不是电阻等于零
而是电阻太小
电流的衰减需要用万年来计................
参考自:《电磁学》
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 楼主| 发表于 2009-6-16 17:10 | 显示全部楼层
你是说超导体电阻太小吗?
那和等于零好像没什么两样.
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发表于 2009-6-17 14:38 | 显示全部楼层
一丁点的数据是不能被忽略的.................
如果按照你那样想,那么目前早就可以制造出0K了...............
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发表于 2009-6-17 18:24 | 显示全部楼层
没有电阻欧姆定律还能成立吗?
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