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舉一個例子,打開一隻激光筆照向月球,一秒後關掉,月球上的宇航員或儀器能不能探測到這束激光?月地距離約38萬千米,一秒的時間內這束激光還沒有到達月球,但不論光源還存不存在,這束激光會一直向前飛奔,只要足夠強,月球上的儀器就能探測到。
再舉一個例子,光從太陽到地球大約需要8分鐘的時間,如果現在太陽突然消失,8分鐘後地球上的人才能意識到太陽出了問題,這8分鐘內的光會一如既往的向前飛奔。
光是電磁波,導線導電也和電磁場有關,導線導電的速度也是光速。金屬導線中的載流子是電子,電子的定向移動形成了電流,電子定向移動的速率是非常小的,可以用I=nesv計算一下,電子定向移動的速率和龜速差不多。電流之所以能夠以光速傳遞,是因為導線中的電子只要接受到“指令”(電場)就會定向移動形成電流,這個“指令”是以光速向前傳遞的。
不論導線有多長,只要“指令”沒有衰減掉(比如將導線換成超導體),導線的另一端一定會接收到電流。開關閉合了一秒鐘,另一端也會接收到一秒鐘的電流信號。
刁博
答案:如果不考慮電能損耗的話,會觸電;如果考慮電能損耗的話,不會觸電。
在一個通電的閉合電路中,產生電場後才會有自由電子的移動,電流的方向和電子運動方向相反,這是大家都知道的。電場產生的速度接近於光速,題目中明確說了是一根100萬千米的導線,而光速是30萬千米每秒,也就是說閉合開關後,電場會在3.3秒內完全形成,通電一秒是不足以形成完整的電場。但是,不能形成完整電場並不代表不能導電,1秒後斷開開關,電路中剛開始形成的電場是不會立即衰減的,電場會沿著線路繼續向前傳播,直到電場達到另一端,這時人體才會觸電,這裡不需要去考慮電子移動的速度,只需要考慮電場的速度,因為電場一到達另一端就會瞬間產生電流,和電子移動速度沒關係。只要開關曾經閉合過,那麼不管什麼時候斷開,只要電場沒有衰減完,只要沒有電路損耗的情況下,哪怕相距100萬千米人也會觸電,並且是在通電3.3秒後才會觸電1秒的時間。但如果考慮實際情況的話電場早就衰減完了,電子也不會移動產生電流了,人肯定不會觸電。但我想題主提出這個問題應該是考慮理想化的情況下,那麼另一端的人必然會觸電。
我們還可以類比成太陽光發出的光子,如果太陽消失了,那麼我們會在8分30秒後見不到陽光,並不是說太陽消失了,地球上的人就瞬間看不到太陽了,這個比喻非常形象,大家應該都能夠理解吧!
科學薛定諤的貓
這個顯然是不會觸電了!
根據歐姆定律R=U/I,所以I=U/R,而根據電阻的決定式:R=p*L/S,其中p為電阻率、L為導線長度,S為導線橫截面積,則有I=(U*S)/(p*L),其中L長度達到100萬千米,即100萬*1000米=10億米,所以I=(U*S)/(p*10億),計算式中都是國際單位制,銅導線的電阻率為1.75億分之一歐姆米,因此只要通市電220V,則計算式變為
I=(220V*S)/(1.75億分之一*10億)=(220/17.5)*S
假設S等於2.5*100萬分之一平方米,則
I=(220/17.5)*(2.5*100萬分之一)=3.14*10萬分之一安培
這個電流,很難使人觸電,也許連感覺都感覺不到!
可見,由於導線太長,因此即使通電以後,也不能使人觸電,就像即使長江的海量的水,假如經過100萬公里的流動,在100萬公里的盡頭也不會形成傷害一樣!
地震博士
日常生活中,當觸電事故發生時,人往往都來不及反應,那麼假如有一條100萬千米長的導線,從一端通電後,一秒鐘之後斷開,人站在另一端會不會觸電呢?
我們知道,人觸電時必須滿足幾個條件,比如一定的電壓、電流等,假如我們先不考慮電阻造成的消耗,電流從一端通向另一端,到底需要多久呢?
其實,在一個通電的閉合迴路中,只有產生了電場,才會導致電子的移動,而電場的速度接近於光速,也就是30萬千米每秒鐘。
也就是說,當導線一端通電一秒斷開之後 ,電場已經跑了30萬千米。但這個時候,電線中還是沒有形成一段完整的迴路。
然而,這並不意味著就不會導電了,好比你用一束激光對準月球,照射一秒後再斷開,發射出去的激光,還是會繼續前進,並在一定時間後到達月球。
電場也是一樣的道理,電線中的電場,會經過一個逐漸衰弱的過程,並最終在3.3秒後到達另一端。
簡單來說,另一端的人將在3.3秒後,感受到一秒鐘左右的電流。
話說回來,以上的這些假設,統統是不考慮現實電阻消耗的理論之談,畢竟100萬千米長的電線,圍起來可以繞地球25圈,我到哪裡找去?
要是在現實生活中,電場很快就會衰減消失,更別說這麼長的電線,得用多大的高壓電,人才會有觸電的感覺了~
找靚機科普號
答:如果電場強度足夠的話,肯定會觸電的,因為電場的傳播速度是光速。
要理解其中的原理,我們先來了解電流的傳播原理。
在導體中,電流是帶負電的電子定向流動,因為我們定義了正電荷為電流方向,所以電流方向和電子定向移動方向是相反的。
電流的傳播速度幾乎是光速,但並不意味著電子的移動速度也是光速,實際上,電子的定向移動速度非常慢,每秒幾毫米~幾釐米。
當導體兩端建立電勢差,就會在導體內產生電場,導體內的電子就會受到電場力,整體發生定向移動。
就如水廠啟動水泵後,我們家裡才有自來水,水泵一停,自來水也就停了;但是並不意味著水瞬間從水廠流到了我家,而是管路中的壓力傳到了我家,推動了管路中的水整體移動。
所以,一根100萬千米的導線,通電後,電場以光速(30萬千米/秒)在導體內移動,3.33秒後電場到達另一端,此時另一端才會檢測到電流。
所以通電1秒後斷開,導體內存在電場的長度為30千米,3.3秒後到達另一端,4.3秒後消失,另一端的人在3.3秒~4.3秒之間觸摸導體,就會觸電。
當然,前提是電場到達另一端時,強度還沒衰減完。
艾伯史密斯
這個問題的前提條件太少,幾句話是答不完的。
首先得定義什麼叫觸電:人體電阻考不考慮?人體與大地是否構成迴路?是感覺得到電流,還是得打翻在地?為了簡單,就把電流傳遞到線路末端算著觸電。
導線的材質:不同材質、不同截面的電阻都不一樣,環境溫度不同,導體的電阻也不一樣。為了簡單,就把這個導體定義為超導。
考不考慮線路本身與大地形成的電容?這個電容是非常大的!充電後,需要較長時間才能自然放完電。這個必須得有,因為不可能沒有。
電源容量和交、直流的問題、電壓的問題……
算了,我就不賣弄了,直接回答吧:基於線路如此的長,它的電容是非常大的,如果用功率足夠、電壓足夠的電源對它充電1秒鐘,即使10分鐘過後去摸它,都會觸電的。由於這條線路沒有帶上負荷,而且還沒考慮到電阻,它還會出現末端過電壓,即:末端電壓還會比首端電壓高上很多。當然,這在交流系統中才會出現。
即使不考慮線路的電容效應,電流依舊會到達末端的。這就如同你叫喊了一聲,300多米以外的人要1秒鐘才能聽到一樣。就像太陽突然消失,地球上的人要8分鐘以後才能知道一樣。
簡單回答,讀者能理解就是最好的……
講科學堂
首先這根100萬千米的導線,足以繞赤道近25圈,難以想象你用的是什麼材質的導線,在實際狀態中,除非是電阻非常低,否則另一端的人是不會觸電的。
如果拋開其餘的因素,在理想狀態下,另一端的人會在通電後的3.3秒感覺到電流。
其實這道問題,就等同於 問:光線飛行100萬公里,耗時多久。為什麼呢?
這個原理很簡單,因為電場的傳播速度和光速相同。
其實這裡還有個小細節,平時我們所說的電流,是指電子的定向移動形成的,並且中學物理告訴我們,電子的移動速率非常慢,在10^(-4) 米/秒 數量級上。
但是電子之所以能定向移動,是在電場的作用下形成的,所以對於這根100萬千米的導線,3.3秒就是100萬千米除以光速得來的。
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賽先生科普
答:這個問題漏洞百出!沒給出電壓值、沒給出是直流電還是交流電、也沒給出電阻值,100萬千米的導線另一頭的人會不會觸電!鬼知道!
我們反過來計算如果讓另一頭的人觸電需要達到哪些條件:
100萬千米的導線,就按電阻率最低的材料銀(這要多少錢.....)計算:R=ρL/S
RS=1.5*10^-8*1*10^10=150Ω·㎡
根據實驗數據讓人在1S內觸電死亡的電流:直流電500mA、交流電100mA
人體電阻按實驗數據正常人平均電阻值2000Ω
就不計算人體與大地之間的接地電阻了(地線已經綁在腳上了),帶另一端所需要的電壓值為:直流電U1=1000V、交流電U2=200V
首端電壓值按目前最高的交流電壓和直流電壓計算:交流電1000KV、直流電800KV
可以計算出交流電所需線徑大小S1=150Ω·㎡*100mA/(1000KV-200V)=15平方的線纜
直流電所需線徑大小S2=150Ω·㎡*500mA/(800KV-1000V)=93平方的線纜
(這個人和你是什麼仇什麼怨要花這麼多錢去電死他......)
當然就算線纜條件符合以前推導你依然電不死他,高壓線路輸送中電纜的電容比較大,一般都需要中間補償站,所以這樣超遠距離輸送電是不現實的。
鳳棲夕陽
首先問題需要分開討論,考慮電阻跟考慮超導。能引起人感覺到的最小電流值稱為感知電流,交流為10^-3,直流為5×10^-3,單位:安
如果按照目前現有的導線來就算是持續通電也不可能有觸電的感覺
電線的導體電阻計算公式為:R=ρ×L/S
其中,ρ為導體電阻率,L為導體長度,S為導體橫截面積。
目前常用電阻率最低前三名導線電阻如下,(電阻率(Ω m))
(1)銀1.65 ×10^-8
(2)銅1.75 ×10^-8
(3)金2.40×10^-8
如果是100wkm的導線那他們的電阻那麼銀的電阻,普通銅或鋁電線或者電纜最粗的是240mm²,能引起人感覺到的最小電流值稱為感知電流,交流為10^-3,直流為5×10^-3,計算公式為(I=U/R)。以銀電阻為R=1.65 ×10^-8×10^9/(240×10^-6)....結果就是電全部被消耗了,不會觸電。
導線為超導體,也不可能觸電。電場的速度是光速。
當閉合開關後,電源以光速在電路中建立起電場,並且驅動電路導電材料中的自由電子幾乎同時沿著與電場方向相反的路徑發生漂移運動,由此出現了電流。光速是30萬千米每秒,也就是說閉合開關後,電場會在3.3秒內完全形成電場。也就是電流最快也要3.3秒形成,觸電感覺要在3.3秒後才能感知。
阿逗黑科技
這個問題問的妙,因為這也是生活中常見的具被忽略的事情,當一個導體迴路在一端以一秒中通電後斷開會發生什麼現象呢?我們可以用公路上行駛的車輛來比喻,當運行車輛急殺車剎那間,由於慣性力促使車輛繼續滑行一段距離而停下,其實導體中的電流也是如此,這也就是反電動勢,而反電動勢的大小則與所用的導線的質量的多少有關,質量越大,反電動勢就越大,就象火車與汽車的慣性力一樣的比較,如果將提問的問題進行分析會出現以下的可能性:1是導線材料是超導無內阻和電流瞬時到達的話,人則在斷電後電流將經多過人體一秒鐘既通電一秒鐘加斷開導體後一秒鐘,這是因為反電動勢造成的時延。2是在1的條件中電流不能瞬時到達既有延時時(教科書中的電流速度),那在斷開導線時,人身所通過電流應是斷開瞬間的導線距離所延時時間導通人體,而過流時間與1相同既2秒。3是在1的條件中導體不超導,導體有延時通過電流,那麼在斷開導體電時人身所通過的電流應是在斷開瞬間導線距離所延時時間導通人體,過流時間應為1秒加導線所延時時間。
通過以上分析,看似一個小問題的提出,曰常生活中常見的現象包含著訐多道理,我們也許會習為平常,不去追問和思考,象導體中的反電動勢為什麼會產生多餘的能量?如果用儀器去測量,它遠超所輸入的能量,而這種現象又違背了現能量守恆(條件所限下)定律,我們是否可拋開某些定律條條框框去利用反電動勢為我所用?