您可以使用来自地球的热线(120v 60 hz)和插入另一个外星体(火星)的铜棒来完成电路吗?如果阻抗不是什么可担心的(假设火星只有一英里远之类的)。
我之前在其他地方问过这个问题,得到了一些非常矛盾的答案。
您可以使用来自地球的热线(120v 60 hz)和插入另一个外星体(火星)的铜棒来完成电路吗?如果阻抗不是什么可担心的(假设火星只有一英里远之类的)。
我之前在其他地方问过这个问题,得到了一些非常矛盾的答案。
这取决于火星和地球之间的电压是多少,我们不知道。这个电压不太可能为 0,而且可能很大。您的电路将接收到大致相同幅度的电压,这可能会导致您的行星际烤面包机发生惊人的故障。
净化空气
“为了让电流流动,必须与大地相连”这种想法很普遍,而且完全是错误的。如果误解是真的,那么飞机和卫星上的电路将无法工作,因为与地球没有连接。很明显,这样的电路确实可以工作,并且对于某些电路正常工作来说,完全不需要接地。误解源于接地的概念,但请记住,接地只是一个参考电压。它不一定是地球。它可能是火星或任何其他电势。
其次,为了让电流流动,电路不需要形成物理闭合回路。如果点 A 固定在并且点 B 固定在,则它们不需要物理连接即可使此属性为真。当我们在 A 点和 B 点之间连接一个电阻时,根据欧姆定律,从 B 到 A 的电流将为。有时象征性地帮助将每个组件连接到接地参考电压。这样我们可以认为地连接到A点,并连接到连接到B点的电压源。在这种情况下,这两个点仍然不必物理连接,但可以认为是符号连接。在这个框架中,将地球视为 A 点,我们的参考电压为,将火星视为 B 点,具有一些未知电压。
与火星挂钩
假设我们可以在任何地方建立近乎理想的电气连接(假设我们有一个方便的小门户)。支配电的物理定律在宇宙中无处不在。那么,当您使用此门户将电路与火星地壳中的地面连接起来时会发生什么?实际上,这取决于是什么:
情况 1 ,
在这种情况下,您的电路可以正常工作。您的电路不知道它连接到火星而不是地球,因为它们具有大致相同的电势。
情况 2,或
如果火星的电压与地球的电压有很大差异,电流肯定仍会流动,但您的电路可能不会像您预期的那样运行。它可能会烧断保险丝,电弧焊接附近的所有东西,或者只是蒸发我们勇敢的小烤面包机,这取决于的大小。
火星和地球之间的电压
我们真的不知道会是什么,因为我们不知道地球或火星的净电荷。有一篇论文《关于地球净电荷的讨论》给了我们一些线索:
...在足够长的时间内积分,流入或流出地球的净电流必须为零。如果不是这样,地球的电势将增加到如此大的程度,以至于没有力量可以“射”更多的电荷沿着电势斜率上升——一旦达到这种状态,净电流确实为零。这是一个动态平衡。
固体(和液体)地球(即地球)上的净电荷问题很难从流向该物体的电流为零(在很长一段时间内始终或平均值为零)这一事实开始解决;甚至不在“大气电的经典图景”的框架内。似乎没有一种实用的方法来测量它。
基本上,我们可以假设地球和火星都达到了各自的平衡电荷,但我们无法知道这些电荷是净正电荷、中性电荷还是负电荷,或者它们的大小。由于我们不知道各个行星的净电荷,我们无法估计它们之间的电压。
我认为答案实际上是肯定的,尽管不是出于您认为的原因。
即使你进入你的 SF 技巧盒并拉出 4 亿公里的坚不可摧的电缆,也存在一些实际问题。
其中第一个是“太阳风”:来自太阳的高速带电粒子流。这将由自由电子和质子组成。它们受到地球磁场的影响;它们进入大气层会产生极光,例如北极光。太阳风的影响可能导致地球或火星的净电荷不为零。这可能会导致连接电线时产生非常大的闪电般的放电。参见例如这个问题。
电线也是在太阳磁场中移动的导体,因此即使它的两端都接地(marsed?)也会感应出电流。鉴于它的长度,这可能很大。
它也是一个天线,所以它会接收太阳能射频干扰。
假设我们忽略所有这些。还有另一种效果在起作用。50Hz 电源的波长只有 6000 公里,因此您的电缆将用作传输线。在任何给定点,电流都会来回流动。
您可以将其建模为一个非常非常大的单极天线,末端带有一个非导电球体,就像一个带有乒乓球的汽车天线。假设您有一个足够大的电源来克服电线中的电阻损耗,您只需将您的交流电器拼接起来,它就可以工作了。即使您的电缆是超导的,您可能需要在驱动端提供超过 120V 的电压才能在电线中间达到 120V。
这两个物体将形成一个(非常非常非常小的)电容器,因此电路确实会闭合,并且(非常非常非常小)电流可以流动。
这是理论上正确的答案。实际上,对于几乎所有实际目的而言,电流都非常小,我们可以称之为零。
出于所有意图和目的,不。
“地球”连接的工作原理是,插入单个行星地面的所有接地棒都通过行星地壳有效地连接在一起。连接不一定是完美的(例如 0Ω,但它的阻抗相当低)。
由于地球和火星被数百万公里的极硬真空相互电隔离,因此电流将无法返回。因此,正如 Wouter van Ooijen 所说,你最终会得到一个非常像电容器的东西。