更好的方法将取决于您尝试测量的电压差。您的液压类比也是如此。
但是你的液压类比在另一个方面完全失败了。作用于导体中电子的加速力是由很少的电荷引起的。我认为你不知道导体表面需要多少电子来加速导线中电荷的显着平均速度。如果将电线弯曲成 U 形,弯曲处可能只需要一个或两个额外的电子来完全重新引导安培电流。
您可以测量高电压差,因为电荷差异量达到可以成功应用敏感点(例如,头发状线上的髓球)。在这种情况下,由于非常轻微的活塞弯曲,对电流的影响与液压示例的瞬时影响一样可以忽略不计。
对于小电压,这是行不通的,因为电荷差异非常小,并且与裸导体表面的任何有限距离都会大大降低微小的力。
液压的电子当量是 \$\frac{\textrm{volts}}{\textrm{meter}}\$ 或 \$\frac{\textrm{Newton}}{\textrm{Coulomb}}\$。铜在室温下的传导电子密度约为\$1.346\times 10^{10}\:\frac{\textrm{Coulomb}}{\textrm{m}^3}\$,迁移率约为\$4.5\times 10 ^{-3}\:\frac{\textrm{m}^2}{\textrm{Vs}}\$。假设一根导线的横截面为 \$1\:\textrm{mm}^2\$ 并承载 \$300\:\textrm{mA}\$ 的电流。所需的电场约为 \$5\:\frac{\mu\textrm{V}}{\textrm{mm}}\$。
推动该电流所需的合理距离上的电荷差异可以忽略不计(完全位于导体的裸露表面上),您将无法设置仪器在任何有限距离处测量它。完成这项工作的唯一方法是在某个点在另一个导体的表面添加一个导体,并让这些微小的电荷差异作用在它们的原子尺度上,这样它们不可思议的力也可以推动测量仪器中的电子。简而言之,您需要允许电流流动,因为这是您(在非军事预算水平上)在电子设备中进行这些压力测量的最敏感方式。
当然,考虑类比是件好事。但正如你已经知道的那样,规模也很重要。星系之间的距离和在那个水平上有意义地作用的力与原子之间的距离和在那个水平上有意义地作用的力之间存在巨大差异。放在我们人类可以思考的更具触觉的层面上,对我们行走和获得牵引力很重要的力与作用在果蝇上的力之间存在巨大差异,果蝇可以轻松降落在墙壁表面和天花板,因为与静电荷和粗糙度相比,重力在它们的规模上远没有那么重要。
规模也很重要。
所以这个类比在这里失败了。在电子学中,测量这些极其微妙和微小的力的最佳方法是建立一个可以响应它们的测量系统,这些都是在电路中推动实际电流所需的全部。这意味着允许电流受到影响。没有比这更敏感的了。
也就是说,我将回到这样一个事实,即当且仅当电压差足够大以设置足够的电荷差进行测量时,您仍然可以在没有电流的情况下进行测量。