新飞飞卡104最厉害的:非恒压源内部没有静电场?

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/04/29 01:25:04
经典的电源模型认为,电源两极内表面有等量异种的净电荷的存在,使电源两极产生电势差,该电势差就是电源的电动势,因此,电源内部有一个静电场,电源内的电子在非静电力与静电场力的作用下处于平衡状态。我们必须澄清,电源内部到底是否存在静电场。

我们不妨先假设电源内部有静电场,按经典电源模型理论,电源两极所带净电荷所形成的电势差就是电源的电动势,也就是当外电路断路时的路端电压(外电压);当外电路接通时,由于电流的形成,正极的正电荷向负极流动,使两极所带的净电荷电量减少,造成两极电势差(电动势)减小,(千万注意:电源两极电势差就是电源外电路的电压!)此时外电压随之减小,电源内部静电场强度同样减小,电荷受到的静电力减小,于是非静电力大于静电力,非静电力又开始向正极搬运正电荷,保持了两的净电荷量的基本不变,从而保证了电源两电势差稳定,电源电动势也稳定了。

按上述说法,电源两极内部由于净电荷形成电场,也由于净电荷产生电势差,该电势差就是电动势,我们更注意到,电源两极电势差就是电源外电路的电压,如果电源在外电路接通时,非静电力能够及时地搬运电荷,保证两极的净电荷不变,这样也可以保证了两极的电势差或者说是电源的电动势不变,那么,必定导致电源外电路电压恒定,不管外电路负载情况如何,外电路电压均等于电源的电动势大小。可以推断,这样一个电源是一个非常理想的恒压源。但实际上,不可能存在着理想恒压源。

如果说在外电路接通时,非静电力不能及时搬运电荷,使两极的净电荷量有所减小,那么,电源内静电场减小,电场力也减小,两极电势差减小,电动势也减小,外电路电压随之减小,这样一个电源,其电动势在不断在下降,直到两极的净电荷消耗完但非静力还来不及搬运电荷予以补充,这时电动势下降到零,外电路电流为零,而后非静电力再慢慢地搬运电荷,直到恢复电动势为止。笔者认为,肯定没有人相信有这样的一种电源。

实际上,经典电源模型与电容器作为电源使用时的情况是非常相似的,我们可以认为,当电容器接通了外电路,其带电量开始减小时,我们不断地向电容器注入相应的电荷量可认为是非静电力搬运电荷做功,从而保证电容器两极电压不变,实际上保证电容器两极电压与保证电容器电源电动势或者保证电容器外电路电压不变是完全相同的一回事,即如果我们能够保证电容器两带电量不变(当然电容量也应该保证不变),那么该电容器电源就是一个恒压源了。

由于我们平常使用的电源并非恒压源,所以,经典电源模型不适用。结论:非恒压源内部没有静电场。