科学探索|一个小灯泡引发大论战:千万粉丝科普up主翻车( 三 )
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▲ 白线相当于是“灯泡”两端的电压差
大概在 1.6 微秒时,“灯泡”处开始有稳态电流通过 。
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也就是说,绝大部分的能量仍然是沿着导线跑完了约 500m 的距离,然后才点亮了灯泡 。不过,也可以明显地看到,在开关闭合之后,灯泡两侧确实立即产生了感应电动势 。经过计算,由此产生的电流(0.2μA)和稳态电流(1.7mA)之间存在数量级的差异 。
这是因为开关闭合瞬间,开关处产生了一个变化的电场,变化的电场会向外辐射电磁波,当平行的另一侧导线捕捉到这种变化,就会产生感应电动势 。Haidet 的另一个实验进一步说明了这一点 。
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在剪断导线之后,他再次按下了开关,示波器捕捉到的信号如白线所示:
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在最初的 1.6 微秒里,示波器图像与电线连通时并没有什么不同;但在 1.6 微秒之后,电子们终于发现“此路不通” 。那么,回到最初的问题,答案到底是多少呢?也许你早已知道答案:最快需要 1 秒 。
按照理想灯泡的前提,在暂态电流刚刚到达灯泡的时候,灯泡就被点亮,此时电磁场能量以 3x108m / s 的速度沿着 30 万公里的导线抵达,耗时 1 秒 。
对,电能依然通过电磁场传输,而导线在这中起着引导电磁波前进的作用 。
网友:大佬对线我过年
现在再来看,一场大论战的起因,其实就是在讨论电能如何传输的问题 。真理元素此番受到“翻车”质疑,主要还是问题设定不太合理 。
就有网友表示,要讨论电磁场传播的速度和方向,30 万公里长的导线这个设定多少有点奇怪……
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在非常奇怪的“理想灯泡”前提下,又拿 1 / c 时的极其微弱的电磁场能量来点亮灯泡,容易产生误解 。
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也有网友认为:理想条件下真理元素是对的,只是讨论瞬态响应而忽视稳态过程,对于不具备相关知识的人来说有误导性 。
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ElectroBOOM 本人也说,虽然真理元素在技术上出了些岔子,但他提出的这个问题确实启发了大家更好地理解电磁波 。
总的来说,这样的神仙打架,还是看得网友非常过瘾,甚至想多来几次 。
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还有网友直接表示:希望大佬天天对线,我天天过年 。
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