您必須了解的是，電子不是自己移動，而是作為鏈條……就像一堆手拉手綁在一起的幼兒園孩子。

請考慮以下跟踪系統中一系列球的圖。

很明顯，您可以用手指在任一環上推動球鏈，它們將自由移動。

但是，您不能將任何球推過底部的連接槽，因為沒有球可以走了。

電線中也會發生這種情況。如果您通過DID設法將電子推入正確的環路中（例如使用感應線圈等），則在兩個環路之間會產生電荷差，一旦您將力移開，就會迅速將電子推回去。

答案比上面的數學答案更精確，結果證明它是電磁學中更有趣，更重要的概念之一。

首先，“電流成環流動”是什麼意思？這僅表示電荷（正電荷或負電荷）不會在一個地方堆積。即，流入一個位置的淨電流等於流出的淨電流。我們可以用精確的數學術語來表示：\ $ \ nabla \ cdot \ vec {\ mathrm {J}} = 0 \ $，其中\ $ \ vec {\ mathrm {J}} \ $是當前密度。符號\ $ \ nabla \ cdot \ $被稱為“散度”，它只是表示流入或流出空間區域的淨流量的數學方法。

那麼電流總是成環流或不在一個位置堆積是真的嗎？在很長一段時間內都是如此，因為電荷會相互排斥。如果您在一個地方收取的費用過多，那麼添加更多費用就會越來越難。但是，如果您仔細觀察，我們可能會產生暫時的電量失衡。有幾個人提到靜電荷的積累和類似的影響，但是在許多簡單的電路中都存在一個例子：電容器。

考慮以下電路：

^{模擬該電路 –使用 CircuitLab sup>}

您可以在原理圖中正確地看到“迴路”已斷開！沒有電荷或電流流過電容器的間隙。眾所周知，電荷堆積在板上，而不是在流入和流出的電荷之間保持平衡。

那麼這是怎麼回事？ “電流在循環中”僅僅是一個近似值，還是可以以某種方式解決？畢竟，如果您將電容器當作黑匣子而不看裡面，我們的規則仍然成立-電容器的兩塊板上電荷相等，因此淨值仍然為零。而且我們知道，電容器在充電時會發生一些時髦的事情：它會產生電壓。

這實際上是19世紀的一個重要問題。安培定律最初是這樣寫的：\ $ \ nabla \ times \ vec {B} = \ mu_0 \ vec {J} \ $。這個微積分公式也有一個很好的直觀解釋-它表示迴路周圍的磁場與流過迴路的電流成比例。 \ $ \ nabla \ times \ vec {B} \ $被稱為\\ vec {B} \ $的“捲曲”，是對電流源周圍磁場“捲曲”的量化。微積分可以顯示“捲曲的散度為零。”這意味著該等式意味著\ $ \ nabla \ cdot \ vec {J} = 0 \ $。這很好，但在我們的電容器示例中不起作用：如果我們將迴路繞在電容器之間的間隙周圍怎麼辦？我們仍然有一個磁場，但是沒有電流。

解決方案是添加第二種電流，稱為“位移電流”。正確的格式為\ $ \ epsilon_0 \ frac {\ partial \ vec {E}} {\ partial {t}} \ $。也就是說，電場的變化率。

因此，我們將此位移電流添加到電流中。如果看一下麥克斯韋方程式中的安培定律的形式，您會看到：

$$ \ nabla \ times \ vec {B} = \ mu_0 \ left（\ vec {J} + \ epsilon_0 \ frac {\ partial {\ vec {E}}} {{partial {t}} \ right） $$

這意味著1）電荷運動或改變電場都可能導致磁場環繞它們，並且（因為\ $ \ nabla \ cdot \ nabla \ times \ vec {B} = 0 \ $），則總充電電流加上位移電流的散度為零，這意味著它僅循環流動。

這個位移電流項實際上非常重要，不僅對於數學對稱，而且因為它允許電磁波，AKA光和無線電波。它允許自傳播的電場和磁場遠離任何自由電荷或磁性材料。

好的，那麼這對於我們關於電流在環路中流動的直觀想法意味著什麼？如果僅考慮電荷移動電流，則只有在電場不隨時間變化時才是正確的近似值。最重要的是，在導體內部（電場總是（幾乎）為零），這是正確的。因此，在組成電路的電線內，電流僅在環路中流動。但是，電荷會積聚在導體（例如電容器板）的表面或絕緣體或自由空間中。在那種情況下，“穩態中的電流流動”的簡單形式不再適用，而是在穩態下，但是我們可以找到一個普遍遵守該規則的相關量。

帶電粒子之間的電場力極強（*），但是在大多數情況下，正負電荷趨於大致相等地被抵消。如果電子流入物體的速率超過流出的數量，而質子基本上保持靜止，則物體將迅速建立電荷，從而試圖將電子推出並阻止更多的電子進入。儘管物體可能會積累一定量的靜電荷，但是通常不需要花費太多電流就可以快速建立巨大的電壓。對於大多數實際目的，在建立足夠的電荷以防止更多電流流過之前，非平凡電流流入設備而沒有平衡流出設備的時間基本上為零。

（*）即使單個電子的質量比單個電子的質量小幾個數量級，單個電子的電荷不平衡量也可以顯著影響油滴下落的路徑。液滴的質量。

電流不必循環流動，如果某物正在失去電荷（例如空間中的熱電子板），電荷就會離開並且永遠不會回來，因為電子會沸騰。電流是由安培定律定義的，您可以想像在板周圍繪製一個表面，板會變得越來越負。我可以想像其他一些東西，它們的電流不會返回源頭，例如來自太陽的等離子體。

但是，如果要談論導體的電流，則需要從某處引用電壓源，並且電流總是流向較低的電壓，因此，如果要產生更多的電流，則需要參考。

您可以這樣想： 電壓源就像水泵，電流就像水，它總是下坡。0V接地就像所有水流向的湖泊（或海洋）。為了使水流動，您需要從某個地方抽水，水將返回到可以到達的最低點。

回到管道的比喻，您當然可以使管道只向一個方向流動，並且水將流過管道，直到接收端的任何水（假設是水塔）裝滿為止。/ p>

與電子一樣。電子可以向一個方向流動，直到“壓力”（電壓）累積到與流動相反的力與促進流動的力相匹配的點為止。例如，可以使用電容器或普通空氣（在簡單的無線電天線的情況下）。

但是，如果沒有“完整電路”，電容器遲早會“充滿”，並且與電流相反的電壓將與促進電壓匹配。

因為沒有電線。

在圖表中使用的標準模型中，假設組件之間的導線的電阻為零。 \ $ V = IR \ $，這意味著如果電阻為零，則電壓電勢也為零，除非電流以某種方式無限大。給定零電位，電阻變為零時電流極限為零：

$$ I = \ lim_ {R \ rightarrow 0 \ Omega} {\ frac {0 V} {R}} = 0 A $$

這意味著在該標準模型中，沒有電流沿著底部導線流過任何地方，包括在電感器底部和電壓源的負極之間。

在物理現實中，製作電路的唯一方法是，電路圖底部導線上的每個點都具有完全相同的電勢（此處標記為0 V），如果每個組件的端子都完全相同空間中的物理點。

因為電壓源的負極，電流源的正極，電感器的底部和綠色電阻器的頂部都是相同的，所以電流不能在它們之間流動；無處可去。

Kirchhoff的電壓和電流定律（KVL / KCL）

我們仍然需要分別根據KVL和KCL將總電壓加到環路上的零，並且將每個節點上的總電流加到零。

KVL很容易：底部導線的電位為零，因此您只需在迴路上加零，其他元件則必須加零。這在標準圖和我在沒有電線的地方繪製的圖上都有意義。

KCL有點奇怪：由於整個底線在數學上是同一點，因此它實際上並不需要流過它的電流。但是我們畫了一條線。從電感器出來的10 A電流需要在某個地方到達 ，從直觀上看，它並沒有直接通過電壓源。因此，顯而易見的是，在電感器和電壓源之間的底部導線上汲取10 A的電流。

這也與現實世界相吻合。通常，您的導線具有一點電阻，因此電感器的底部電位比電壓源的負極端子高幾十位。這意味著導線中會流過很小的電流，該電流應該恰好是10A。無論如何，如果我們忽略了第二個迴路，就可以了。

如果我們不忽略第二個循環，事情會有些複雜。實際上，電流源的正端與電壓源的負端​​之間幾乎總會存在微小的電勢，並且會有少量電流從一個流向另一個（取決於哪一端稍高一些）。潛在）。這也意味著左側環路底部的電流將不完全是10 A，右側環路底部的電流將不完全是20 A。

但是，由於兩者之間的導線具有如此小的電阻，因此電壓差也將同樣很小，並且您將僅流過極少量的電流。因此，對於基本電路，可以將其近似為零電流，從而具有很高的精度。

更多複雜電路

在復雜的電路中，尤其是具有高頻AC電壓源的電路，您不能再將電線視為零電阻電路元件。取而代之的是，您必須使用更複雜的近似值對每條導線進行建模，其中每條導線的長度都有一定的電感，電容和純電阻分量。

由於電勢在不斷變化，因此電流也在變化。取決於兩個迴路的同步程度，零電位導線上的電流不僅會存在，而且還會根據當前哪一側的電位較高而在從右到左和從左到右之間交替變化。

甚至更複雜的計算都涉及跨線電流的速度。因為電子以有限的速度行進，所以導線一端的電流可能與導線另一端的電流不匹配。在這種詳細程度下，您實際上可以同時看到電流在電線的一部分中從左向右流動，同時在電線的另一部分中從右向左流動。

金屬是良好的導熱體，因為電流在所有電流中隨機流動 金屬中的方向（熱量隨載流子電子傳播）。 但是要在一個方向上產生可測量的電流，將是 在“電子供體”上產生淨正電荷 電荷將強烈吸引試圖離開的下一個電子。

由於有電線，強大的吸引力確保了電流流入 電線將停止並反轉，直到“捐贈者”再次出現 達到或接近電中性。這種吸引力是導致 順便說一句閃電：您可以為 如果絕緣層很厚（一英里的空氣， 例如），但最終會糾正。

電路不得用於雷擊，使用 電線連接以降低電荷積聚，這很常見 （且準確）的假設是電路中沒有明顯的堆積。

讓我們以不同的方式看待問題：

我們do有一個示例，該示例中的電流不是環流的-每個人都經歷過。靜電。

請注意，在您通常遇到的形式中，導體很大（您的身體，而不僅僅是電線），電壓很高（數千伏），但是在很短的時間內只有很小的電流在能量均衡之前。

如果您還沒有開始時有很大的差異，那麼您最終會很快產生這樣的差異-而且電流不會上坡。

所有這些不錯的答案...實際上，電流確實流過那條線。然後，電位立即積聚並推回電流。整個現象非常小，並且與溫度成正比。要感覺到它，您可以用電阻器代替電線並測量噪聲。

因為只有一根線除了引入 bias 以外什麼也沒做。

請線路管理員將藍牙溫度計連接到他正在使用的任何高壓線上，然後將設備的接地線連接到接觸線上。查看您是否仍然可以登錄。是的，它作為蛤lam很高興，完全忽略了它相對於地球具有24,000伏的“偏壓”這一事實。

由於它不能了解偏差，因此也無法對其做任何有用的事情。

在偏置過程中將有少量電流流過，這類似於靜電。在交流電路上，它會在每次電壓反轉時重複發生（例如每秒120或100次）。可以在單根電線上放置一些敏感的儀器，然後嘗試進行檢測。但這更像是將鏈接用作測試工具。獨立電路仍然需要自己的電源。

CAPACITANCE

儘管與洛倫（Loren）類似，但所提出的內容與上述答案略有不同。

沒有迴路，您有一個電容器。電壓差將電荷移動到導體的每一側，直到：電荷的相互排斥排斥了電荷的累積，或者電荷堆積到電位較低的地方，從而使電荷均衡。

我們世界上的一切都與平衡有關。各種力量都可能造成不平衡，並會引發某種流動，試圖在所有事物都平衡的情況下達到平衡。所示電路有2個迴路，每個迴路都有自己的電源。相反，可以想像一下，它們是在每個迴路中抽水的水族箱泵，而電線是有水流動的塑料管。如果在兩個迴路之間連接了塑料管，則不會有水流過該連接管。除了不直觀外，沒有水會流動，因為兩個迴路之間沒有壓力差-它們彼此獨立，僅在一個點連接，基本上接地。每當有流量時，都必須有“進入”和“離開”。沒有回風口或空氣不能通過門流到房間的能力，進入房間的空調管道不會有什麼好處。除非允許氣泡進入以代替逸出的水，否則水不能使瓶子倒置。因此，水，空氣，電子以及任何流動的東西都需要一個出口和一個入口以及某種力量來啟動流動。在電力中，力或壓力以伏特為單位。

這完全是由於KCL（基爾霍夫現行法律），即收費保留法。無法創建或銷毀費用。這就是這裡發生的情況。如果您將環路想像成一個收縮點，那麼只有一個進氣口可以裝料，而沒有出口。這就是為什麼電流不在中間導線中流動的原因。但是，在另一種情況下，如果我們有一個帶有入口和出口的迴路，那麼電流可以流動。