¿Se podría utilizar un alambre caliente (120v 60Hz) de la tierra y una barra de cobre insertado en otro cuerpo extraterrestre (Marte) para completar un circuito? Si la impedancia no era algo para preocuparse (pretend Marte es sólo una milla de distancia o algo parecido).
He preguntado esto antes en otros lugares y tiene algunas respuestas muy contradictorias.
Depende de lo que la tensión entre Marte y la Tierra es, que no sabemos. Es poco probable que este voltaje es 0, y podría ser enorme. Su circuito recibir un voltaje de aproximadamente la misma magnitud, lo que resulta en lo que probablemente sería un fracaso espectacular de su interplanetario tostadora.
Despejando el aire
La idea, "para que la corriente fluya, debe haber una conexión con la tierra," es común, y es totalmente falso. Si la idea errónea de que eran verdaderos, los circuitos en los aviones y satélites no iba a funcionar ya que no hay conexión a tierra. Es bastante obvio que tales circuitos hacer el trabajo, y que la conexión a tierra es totalmente innecesario para algunos circuitos para funcionar correctamente. El malentendido surge desde el concepto de puesta a tierra, pero recuerda que la tierra es simplemente un voltaje de referencia. No necesariamente debe ser de la Tierra. Podría ser Marte o cualquier otro potencial eléctrico.
Segundo, para el flujo de corriente de un circuito no necesita hacer una física de lazo cerrado. Si el punto a se fija en \$ 0V \$ y el punto B se fija en \$ V_b \$, que no necesitan estar físicamente conectado para esta propiedad para ser verdad. Cuando conectamos una resistencia entre el punto a y el punto B, la corriente de B a a se \$I_{BA} = V_b/R \$, de acuerdo a la ley de Ohm. A veces es útil simbólicamente alambre de cada componente a la tierra tensión de referencia. De esta manera podemos pensar de tierra conectada al punto a, y se conecta a una fuente de voltaje que se conecta al punto B. En este caso, los dos puntos que todavía no tiene que estar físicamente conectado, pero puede ser considerada simbólicamente conectado. En este marco, pensar en la Tierra como en el punto a, con nuestro tensión de referencia de \$ 0V \$, y Marte, como el punto B con un desconocido tensión, \$ V_{mars} \$.
Conectandonos con Marte
Vamos a decir que podemos hacer casi ideal conexiones eléctricas a cualquier lugar (supongamos que tenemos un pequeño y práctico portal). Las leyes físicas que rigen la electricidad son los mismos en todas partes en el universo. Entonces, ¿qué sucede cuando se conecta el circuito con su tierra en la corteza Marciana el uso de este portal? En realidad, depende de lo que lo \$ V_{mars} \$ es:
Caso 1, \$ V_{mars} \approx V_{earth} = 0V \$
En este caso, el circuito funciona perfectamente normal. El circuito no tiene idea de que está conectado a Marte y no en la Tierra, ya que tienen aproximadamente el mismo potencial eléctrico.
Caso 2, \$ V_{mars} \gg V_{earth} = 0V \$ o \$ V_{mars} \ll V_{earth} = 0V \$
En el caso de que el voltaje de Marte difiere significativamente de la tensión de Tierra, la corriente será, sin duda todavía de flujo, pero el circuito no se comporte como usted espera. Podría quemar un fusible, el arco de soldadura de todo en los alrededores o simplemente vaporizar nuestros valientes poco tostadora, dependiendo de qué tan grande \$ V_{mars} \$ es.
La tensión entre Marte y la Tierra
No sabemos realmente lo que \$ V_{mars} \$ sería, ya que no sabemos la carga neta de la Tierra o de Marte. No es un papel, "la Discusión sobre la Tierra neta de carga eléctrica", que nos da algunas pistas:
...Integrada por un tiempo lo suficientemente largo, la neta la corriente o de la tierra debe ser cero. Si no fuera, el potencial de de la tierra se acumula a tal magnitud que ninguna fuerza podría "disparar" cargos más el potencial de la pendiente - y una vez que este estado es alcanzado, la corriente neta de hecho sería cero. Esta es una dinámica equilibrio.
El problema de una carga neta de los sólidos y líquidos) de la tierra (es decir, el globo) difícilmente pueden ser contestadas a partir de el hecho de que las actuales para que el cuerpo es cero (siempre o en la media durante un largo tiempo); no incluso en el marco de la "clásica imagen de la atmosférica electricidad". No parece ser un método práctico para medir .
Básicamente, podemos asumir que la Tierra y Marte tienen cada alcanzado sus respectivos equilibrio cargos, pero no tenemos manera de saber si estos cargos son de neto positivo, neutro, negativo, o lo que sus magnitudes son. Ya que no sabemos los cargos netos de los respectivos planetas, no podemos estimar la tensión entre ellos.
Creo que la respuesta es en realidad sí, aunque no por las razones que usted piensa.
Hay un par de cuestiones prácticas, incluso si usted llega a su SF caja de los trucos y tire de 400 millones de km de la indestructible cable.
El primero de ellos es el "viento solar": una corriente de alta velocidad de partículas eléctricamente cargadas del sol. Este consistirá de electrones y protones. Ellos se ven afectados por el campo magnético de la Tierra; su entrada en la atmósfera de los resultados en las auroras, tales como las Luces del Norte. El efecto del viento solar puede resultar en la carga neta de la Tierra o de Marte no es cero. Esto puede resultar en un gran relámpago-como la descarga sobre la conexión del cable. Ver, por ejemplo, a esta pregunta.
El hilo también es un conductor se mueve en el campo magnético del sol, que será, por tanto, inducir una corriente incluso si está conectado a tierra (marsed?) en ambos extremos. Debido a su longitud, esto puede ser grande.
Es también una antena, por lo que recogerá solar de interferencia de RF.
Supongamos que ignorar todos esos. Hay otro efecto que entra en juego. La longitud de onda de 50 hz de la red es solo 6000km, por lo que su cable funcionará como una línea de transmisión. En cualquier momento dado de la corriente de flujo de ida y vuelta.
Se podría modelar como una muy, muy grande, antena monopolo con un no conductor de la esfera en el extremo, como una antena de coche con una pelota de ping-pong. Asumiendo que usted tiene una fuente de energía lo suficientemente grande como para superar las pérdidas resistivas en el alambre, usted puede empalmar sus CA applicance y va a trabajar. Usted probablemente necesitará mucho más que 120V en la conducción de fin de lograr 120V en el medio del alambre, incluso si el cable es superconductor.
Los dos cuerpos formaría un condensador (muy muy muy pequeño), por lo que de hecho se cerraría el circuito y podría fluir una corriente (muy muy muy pequeña).
Es la respuesta teóricamente correcta. En la práctica que la corriente sería tan pequeña para casi todos los fines prácticos que podríamos llamar cero.
Para todos los intentos y propósitos, no.
"La tierra" conexiones de trabajo, por el hecho de que toda la tierra-las varillas insertadas en el suelo de un solo planeta están efectivamente conectados entre sí a través de la coraza del planeta. La conexión no es necesariamente perfecta (por ejemplo, 0Ω, pero es bastante baja impedancia).
Puesto que la tierra y marte están eléctricamente aisladas unas de otras por muchos millones de kilómetros de extremadamente duro vacío, no habría camino para que la corriente de retorno a través de. Como tal, usted podría terminar con algo que actuó muy parecida a la de un condensador, como Wouter van Ooijen dijo.
Depende de la devolución del suelo o sobre la cuestión de si se completa el circuito, utilizando las palabras de la pregunta.
La parte confusa en su imagen es la de A. C. generador: está demostrado sin sus dos terminales y rodeado por las equipotenciales de las aguas del Océano Atlántico. Por lo tanto, toda la corriente que se crea, manténgase a la derecha en el Océano. Otro posible (retruécano previsto) engañosos detalle de tu pregunta es la tierra de los símbolos de Marte, y sospecho que esta es la raíz de tus problemas. Por lo tanto, ...
Me he tomado la libertad de reorganizar su instalación, sólo que usando otra imagen para el generador, con dos terminales. Uno de los extremos del generador está conectado a Tierra (ⴲ), y el otro va a una bombilla de luz, y de allí a Marte (♂), se completa con la vara de cobre que usted menciona. Tenga en cuenta que la bombilla de luz permanece apagada ("off").
Si desea que la corriente fluya y la luz de la bombilla, usted necesita un retorno de alambre, cerrando el circuito como este:
Para el circuito de trabajo, usted no necesita nada para ser conectado a tierra o puesta a tierra, lo que usted necesita es todo un circuito donde la corriente puede fluir en un bucle. Para la diversión de ella, vamos a usar la tierra símbolo arbitrariamente y crear un circuito que está conectado a Tierra y uno de los que Marsed. Tenga en cuenta que esto es sólo un símbolo adicional que se utiliza en nuestra discreción para obtener una referencia común para la totalidad de la cosa - no es algo que necesitamos para el circuito de trabajo.
Lo que realmente se necesita para el circuito de trabajo era el cable de retorno desde Marte a la Tierra. Este cable de retorno en realidad pone Marte y la Tierra en el mismo potencial, por lo que incluso podemos considerar a la Tierra para ser marsed y Marte para ser conectado a tierra - esto es todavía el mismo arreglo, no importa si no, uno o dos la Tierra símbolos:
Ahora bien, puede ser una última pregunta queda: ¿Qué pasa si utilizamos un símbolo de Tierra en la primera foto, el uno sin el cable de retorno? Como este:
O esto:
Así, la lámpara permanece apagada. De nuevo: no es el símbolo, es la vuelta de alambre que se necesita, y no la tenemos en cualquiera de las dos últimas fotos.
Hmmm... Si el circuito no se preocupan realmente de la Tierra símbolo, ¿por qué es tan comúnmente utilizado por muchos? ¿Cuál es el punto?
Mira esto:
La bombilla está encendida, pero el enlace de retorno es la que falta. Esto es posible porque, usando el símbolo de tierra de magia, todas las partes de un diagrama de circuitos que están conectados a un símbolo de tierra son considerados para ser conectado, incluso si nadie se tomó el tiempo para realmente sacar los cables que se conectan todos a la tierra, los bits de un circuito.
Estos son todos el mismo, sólo que usando una notación diferente:
La conexión a tierra símbolo es tan útil que utilizamos a menudo, y cuando somos negligentes, que a veces ni siquiera les prestan atención a la llamada es de tierra o de la tierra. Estrictamente hablando, un circuito de puesta a tierra está conectado a Tierra o tierra de seguridad (literalmente: un gran palo cerca de tu casa o jardín, clavados en la tierra), y un circuito de tierra puede estar conectado a la (-) de la batería dispositivo conducido, sin conexión real con el terreno real. Esto es confuso, pero es la jerga y todo el mundo lo usa.
Armados con todo este conocimiento, usted puede averiguar por qué esto es bastante divertido (fuente de la imagen)...
Nota (1): he utilizado las bases de símbolos (ⴲ, ♂) para una razón. Al hacerlo, yo era libre de utilizar el símbolo de toma de Tierra en cualquier planeta.
Nota (2): La A. C. generador también podría ser un DC de la batería. Para el propósito de la comprensión de esta configuración, usted puede pensar de una R. C. de la fuente igual que lo haría de una batería que está siendo invertido 50 o 60 veces segundo (dependiendo de las normas nacionales). Para explicar por qué la DC sería no funcionan bien en la tierra y en el suelo, sin retorno físico de alambre, hecho de metal, considere la posibilidad de la electrólisis y la humedad en el suelo, para empezar... Esto es todo un 'tro historia...
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