作者rheumatism (風濕爺)
看板Physics
標題Re: [問題] 國中理化 電路的短路問題
時間Sat Mar 4 00:52:39 2023
※ 引述《wulongde (阿勒)》之銘言：
: 最近開始當家教的時候被國中學生問到一個我以前都沒有想過的問題，
: 結果我當下答不出來，事後想了很久還是想不通，
: 所以只好來ptt求助各位物理達人們了
: 就是國中跟高中不是都教我們如果用一根導線把某個電阻短路的話，那個電阻就不會有電流
: 通過嗎？
: 國中跟高中的解釋都是因為電流跟人類一樣都會想偷懶走好走的路
: 但前幾天被一個學生問到說那如果電壓超高，譬如幾百萬伏特的話，
: 那主線路的電流應該還是會有一小部分流入電阻吧？
: 我想了一下覺得也有道理，但這樣沒辦法解釋為什麼停在高壓電纜上的小鳥不會被電到
: 因為那個不就相當於是用纜線把小鳥這個電阻給短路，所以電流才不會經過小鳥嗎？
: 我想了很久都想不通，懇請好心的電學高手指點一下，感謝！
分享小弟的想法
1. 電路學模型是理想模型，導線短路的原理是電流選擇電阻低的迴路
2. 先解釋小鳥停在高壓電線上
小鳥雙腳站在同一條電線上，是等電位，不是"短路"
3. 接著看學生的問題，電壓超高，主線路是否會有一小部分電流入電阻
這個命題其實有模糊地帶:
當電壓提高到百萬伏特，那主電路的電阻多少歐姆呢?
換句話說，命題只有提到電壓性質，卻沒有量化整個主電路的數值
我們把命題加上量化數據，以高中的電路學程度，常見的應該是
原題: 主電路是 9V 電池連接 1 個 3 歐姆電阻
此時主電路電流是 3 安培
變化-1: 跨接一條導線，會因為導線電阻趨近於0，電流選擇阻值低的路徑，
所以短路
變化-2: 以變化-1的短路為基礎，提高電池的電壓到100萬伏特
就數量級而言，無論是導線或是電阻，都變成導線
變化-3: 以變化-1的短路為基礎，提高電池的電壓到100萬伏特，
電阻也提高同樣的倍數，此時不可忽略電阻
電流會從跨接的導線通過
其實這個命題很像高中風格的考題，隱藏文字陷阱
套用量化數據，其實很簡單
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1F：推 wulongde: 懂了，感謝r大的詳細說明~~這邊奉上稅前200P幣以表心意 03/04 07:53
2F：→ wulongde: 胬 03/04 07:53
3F：→ wulongde: ㄜ剛剛忘了PTT不能用一般的表情貼圖，結果變成亂碼了QQ 03/04 07:54
4F：→ rheumatism: 謝謝~~ 03/04 11:39
5F：→ MUMUKON: 不對喔當學生問這問題不要再用解題用的完美狀況去說明 03/06 06:24
6F：→ MUMUKON: 一定要讓學生知道真實狀況。 03/06 06:25
7F：→ MUMUKON: 電線也是有電阻的 只是相對鳥/動物本身電阻小超級多 所以 03/06 06:27
8F：→ MUMUKON: 實際能走過的電流接近於無感 03/06 06:27
9F：推 MUMUKON: 從電線走的電流跟動物體的電流與R成反比且級距差很多 實 03/06 06:34
10F：→ MUMUKON: 際走過動物體的電流幾乎無感 03/06 06:34