电路中的恒定电流？

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

电池通过产生电场并将势能转换为动能来泵送电子。在正极附近，电子具有更多的动能，所以电流不应该更高吗？

打个比方可能会澄清我的问题：如果您从建筑物上抛下一个球，由于更多的势能已转换为动能，所以球在到达地面时会加速。同样，由于电子有更多的动能，电子不应该在接近正端时移动得更快吗？因此，电流不应该更高吗？

在电路中，速度几乎等于电流（库仑/秒）。动能与速度平方成正比（1/2 * m * v ^ 2），这意味着如果您具有恒定电流，则平均而言，您将具有恒定动能。

因此，由于整个导线都充满了电子（几乎没有间隙）；因此，所有电子都必须具有相同的速度（相同的电流），因此动能在每个位置都相等。

打个比方，水分子=电子。您会看到，泵启动时的分子没有更大的速度（电流）。

另一个较弱的类比是火车。想象一下发动机（电池）是将力（电压/电动势）施加到其余推车（电子）上的机构。火车上的所有手推车将具有相同的速度。

这里有一些很好的，理论上合理的答案。让我尝试从不同的角度来解释：

我倾向于不考虑电子流过电线，因为这意味着它们的质量和动量是引起功率传递的原因。您经常听到您应该想象一筒乒乓球。但这也可能会引起误解！而是想象一下一个直径8英尺的管道，里面充满了沙子。您在一端施加一些沙子，而另一端则产生一些沙子，但是速度，质量和动量的作用不大。

发生能量转移的原因是受激电子的波前（通过电场）推动它们周围的所有其他电子。不是因为电子质量赋予牛顿动量。1毫米厚的铜导体中实际的电子漂移约为每秒1毫米！

实际上，那是水类比崩溃的主要地方之一。没有基于质量的电动量！（这是一个有力的陈述，并非绝对正确，但会为您提供满意的服务）

如果要在电路中“增加”动量，可以使用电感器。这使得水比喻再次有用:)

有一个很好的例子。看看这个Ram Pump的YouTube：http : //www.youtube.com/watch?v=qWqDurunnK8。这是许多人从未见过的整洁，古老的技术。事实证明，它与升压转换器完全相同！如果您还没有看到升压转换器，您很快就会知道。它们已广泛用于电路中。

柱塞泵基于动量工作。为了使其在电子产品中起作用，您可以使用电感器来提供动量模拟！这很棒！单向阀使用二极管，压力室使用电容器。

您正在进行一次有趣的冒险，这是整个工程/物理领域的事情:)

祝好运。

为什么到处都有电流常数？

好吧，不是，真的。这就是类比中所缺少的：如果建筑物顶部与底部之间的重力势差类似于电池的电位（电压）差，并且球代表电荷（例如电子） ，您所缺少的是导线中的所有其他电荷。

所有导体都充满可移动的电荷，就像充满水的管道一样。如果在一端增加一些电荷，则在该端会产生更高的“压力”。然后，力波通过流体传播，最终结果是使各处的压力均等。在水中，这些波以声速运动。在电线中，它们以光速移动。^1个

由于这些波最终将在整个电路中传播，因此，如果您的电池电压不变，则最终将达到平衡，并且各处的电流都相同。当电路的尺寸很小时，光会如此之快，以至于可以合理地简化这些假设，即这些波“即时”传播，因此回路中各处的电流都相同。

如果不是这种情况，并且更改传播所花费的时间变得很长，那么电路很可能将使用传输线进行建模，您可能正在进入RF工程领域。

您可能还应该不考虑电子从负极端子向正极端子移动。您会迷惑自己，因为一切都会倒退（因为电子是负电荷），并且您还将忘记宇宙中大约一半的电荷：质子和其他正电荷。很少有单个电子的运动相关，在许多电路（当然还有带电池的任何电路）中，电子不是唯一的载流子。通常，我们关心的是电荷载体而不是电荷载体传递的力。看到：

• 盐水如何在两根导线之间传导电荷？
• 哪些日常成分涉及不是电子的电荷流？
• 电池中的电流？

在您的特殊情况下，首次连接电池时，电子被吸引到正极端子，并从负极端子排斥。电流开始在电池的两个端子处流动，然后力波通过导线传播，直到电流到处流动并且电路达到平衡。

您可能还会发现以下启发：在看到电阻器之前，电流如何知道流过多少电流？

^{1：特定材料中的光速与声音的速度不同。看到速度因数和非常酷的切伦科夫辐射，类似于声爆的光模拟。}

电子漂移产生的动能很小。我们可以看到它在超导电路中以及在接近日光的频率下的效果，在这种情况下它似乎是一种电感，但在普通电路中并不重要。

电线中的电子漂移 非常缓慢，每小时几米。这代表着巨大的潮流，因为其中有很多。

回想一下，电流是单位时间内的电荷流（量化为每个电子的电荷量大），与动能无关，仅每秒有多少个电子通过给定的“分频器”。

导线中移动的电子与落下的球不同。

当您从建筑物上扔下一个球时，直到碰到地面之前，它并没有多少阻止它的作用。仅有空气，这表示在这种思想实验中可能会想到的条件下，对球的影响很小。

电路不是那样的。与导线中所有其他物质（质子，中子）的质量相比，电子的质量非常小。但更重要的是，导线中充满了电子。您不能“滴下”电子：它只会撞击其他电子。不要想起一个球：想想一个球海。各个球并不是那么重要：通常，我们关心的是如何利用这种看不见的“流体”来工作。

顺便说一句，您绘制的电路不存在。在示意图中，这些线代表无限导电的理想“导线”，这意味着其中的各处电压都相同。有很多方法可以解释这一点，但这里有一个：采用欧姆定律：

$$V = IR$$

我们的“无限导电”理想导线意味着“零电阻”。所以：

$$V = I \cdot 0 \Omega$$

电压（）可以是零伏吗？$V$

电池同时在其端子之间理想地保持恒定的9V。如果我们称正端子的电位和负端子的电位，则电池会引入约束：$V_+$$V_-$

$$V_+ - V_- = 9\mathrm V$$

连接电池端子的原理图电线也共享电池的相同端子，并且如上所述，根据定义，该电线两端的电压必须为0V。所以我们有这个方程组：

$$\begin{cases} V_+ - V_- = 9\mathrm V \\ V_+ - V_- = I \cdot 0\Omega \end{cases}$$

这个方程组有解决方案吗？那没有。该电路不存在。

如果尝试使用真实电线构建该电路，则该电线将具有较小的电阻。假设它是。大多数短线会少一些，但这将使数学变得容易。现在的等式是：$1\Omega$

$$\begin{cases} V_+ - V_- = 9\mathrm V \\ V_+ - V_- = I \cdot 1\Omega \end{cases}$$

现在很明显，电流将为9A。

这应该使您的思想实验更加清楚：在任何实际电路中，电池端子之间必须有一些电阻¹。如果您想对更熟悉的物理现象进行类比，电阻就像是作用在电荷上的摩擦。这是将电荷从高电势（正端子）移动到低电势（负端子）的能量所经过的地方：在电阻中将其转换为热量。

^{1：超导体没有电阻，但确实有电感。只要电池可以继续提供能量，电流可以达到多大就没有限制，但是电流以有限的速率增长，因此无限的电流将需要无限的能源。}