这听起来就像你在探索你的方式来理解输电线路模型正在发生什么。
对于模型,我们喜欢使用最简单的模型来捕捉我们正在研究的电路的性能。对大多数人来说,大多数时候,这就是电路理论模型。在这种情况下,导线没有电阻,到处都有恒定的电压,它们瞬间传递效应,电子不存在,只有电流和电压。
然而,您担心的是时间,所以是时候采取一步,并考虑传输线模型。
拿一条长线,在远端连接到电阻器到地面。这两端都有一个快速的DMM。在T = 0时,将带有特定输出阻抗的电压源连接到该线路。
线路的输入端上升到某个电压。电压波沿线路出发,电流波随线路一起出发,电流波向线路的电容充电。它不是电压波的结果,也不是电压波的原因,但这两者沿着这条线是携手的。它们的比值取决于线路的几何形状,即线路电感和电容比值的平方根,称为线路特性阻抗。这和直线的电阻没有关系,可以假设它是零而不影响发生的一阶描述。
近端跳跃到初始电压的初始电压由源输出阻抗和线路阻抗的比率设定。它与远端的电阻无关。在T = 0时,远的DMM仍在读取0伏。行的源端对远端的任何东西都没有“知道”。
在波在线路中的光速下向下传播线(通常约为0.6℃的塑料绝缘线),它到达电阻器。远的DMM跳跃到一些电压。跳跃的电压由线路阻抗确定,以及远电阻的值。如果这些不等于,则会生成返回波,并且此设置再次向下后退,直到它到达源。取决于源阻抗的值和线路阻抗,可以或可能不会发生进一步的反射。
每次反射产生时,它都比前一个小,波就会有一个新的电压和电流振幅。经过足够多的反射后,线路稳定下来,源和电阻终于“商定”了适合他们双方的电压和电流。这意味着电压和电流只由源阻抗和负载电阻决定,而不是线路的特性阻抗。
对于较短的线路和较慢的仪器,你可以忽略所有这些细节,只使用电路理论作为一种快速而充分的方法,来计算当你将电池连接到灯泡上,或将晶体管连接到偏置电路上时会发生什么。
我没有在这个新模型中提到电子。它们真的没有帮助,至少对理解没有帮助。如果你必须把它们看作是金属导体中电荷的基础机制(其他的载流子存在于其他导体中,不要对电子抱有沙文主义)。正电荷是它们的局部亏损,正电荷是它们的局部积聚,电流是它们从一个地方移动到另一个地方的净速率。
如果你真的,真的,想担心电子,抬头看柯克模型.需要注意的是,它不是非常准确,几乎没有预测能力,而且是一个挥手示意的经典近似,真正需要的是一个量子力学描述,但一些人发现它有帮助。工作中的电子工程师可以安全地忽略电子,它们更多是物理学家的领域。