电流的问题

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  [已注销] 2013-09-28 00:15:39

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  陌之阳 2013-09-28 00:28:58

  电流的速度等于光速。在工程电磁场这门学科里有详解，主要推导过程是麦克斯维做出来的。闪电的形状像树，可以从电晕的角度解释。极高的电压在雷云与大地间形成极强的电场，这个电场强到击穿空气时，就形成电流通路，就是lz说的扭曲的“树干”，同时，树干上的靠近雷云，即树梢部分，还会形成与相反极性雷云或空气间的通路，看上去像树枝。而特别靠近大地的部分（如果是对地放电为主）则由于电势不是太高，不击穿周围空气，没有大的“枝”。此乃吾个人理解。欢迎讨论。

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  OneKickman 2013-09-28 01:24:31

  汗，楼上的回答显然是错的。。。。。。 电流明显是有速度的，而且电流的载体不是电磁场，是载流子，载流子可以是电子，离子，空穴等等等。 高中物理就有欧姆定律： j = sigmaE( 或者 I = U/R = nv*e 其中v就是载流子速度) 是电磁场导致的载流子运动，从而导致电流。闪电之所以会发光是因为电流强大的能量激发了空气分子，导致其电离发光。

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  OneKickman 2013-09-28 01:26:28

  而且电流速度远远小于光速，你在网上搜闪电的视频，放慢以后你都可以看到闪电是怎么一点一点分叉的，很直观的就可以判断小于光速。

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  Everett (╮(╯▽╰)╭~(=￣ U ￣=)~) 组长 2013-09-28 01:27:12

  闪电和树根相似，这是一个非常好的问题。 这种相似的背后确实有很漂亮的物理，就是流量网络的最优化。闪电希望最高效地定向输运电子（从大地向雷云），树根希望最高效地定向输运水分（从泥土到树干），所以它们都是一个流量网络试图最优化输运效率的问题。这里就有两个竞争因素，一个是最短路径原则，一个是流量合并优势。最短路径要求流动的路径最短，最直接，这样就能很快到达目的地，因此这个因素希望路径尽量笔直。那么最优的解似乎就是从每一个源连接一条直线到汇，比如从大地的每个点连条线到雷云，得到的应该是简单的伞状网络。但是闪电并不是这样的，是因为在输运的时候，把两支流动合并在一条路径上输运往往有优势，比如可以利用原来已经形成的导电通道或者已经存在的枝干，因此节省资源。就好像在物流网络中，也是希望把小宗商品合并起来然后再做长途的运输。这种流量合并的优势就会鼓励在适当的地方出现合流，因此就会形成树根一样有汇合的结构。但是这种结构的形成造成了路径的弯折，因此又受到最短路径原则的限制。那么在这两种因素的互相竞争下，人们发现最优解往往是树状的分形网络，也就是闪电和树根的形状。

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  天命玄鸟 物理学探索者 2013-09-28 16:06:31

  闪电和树根相似，这是一个非常好的问题。 这种相似的背后确实有很漂亮的物理，就是流量网络的最 闪电和树根相似，这是一个非常好的问题。 这种相似的背后确实有很漂亮的物理，就是流量网络的最优化。闪电希望最高效地定向输运电子（从大地向雷云），树根希望最高效地定向输运水分（从泥土到树干），所以它们都是一个流量网络试图最优化输运效率的问题。这里就有两个竞争因素，一个是最短路径原则，一个是流量合并优势。最短路径要求流动的路径最短，最直接，这样就能很快到达目的地，因此这个因素希望路径尽量笔直。那么最优的解似乎就是从每一个源连接一条直线到汇，比如从大地的每个点连条线到雷云，得到的应该是简单的伞状网络。但是闪电并不是这样的，是因为在输运的时候，把两支流动合并在一条路径上输运往往有优势，比如可以利用原来已经形成的导电通道或者已经存在的枝干，因此节省资源。就好像在物流网络中，也是希望把小宗商品合并起来然后再做长途的运输。这种流量合并的优势就会鼓励在适当的地方出现合流，因此就会形成树根一样有汇合的结构。但是这种结构的形成造成了路径的弯折，因此又受到最短路径原则的限制。那么在这两种因素的互相竞争下，人们发现最优解往往是树状的分形网络，也就是闪电和树根的形状。 ... Everett

  这个确实挺有意思的。如果我们利用这种对应回到物流网，那么最优的物流网络应该是配货(小宗商品合并)地点根据货物流量动态调整的网络，而不是所有货物统统集中到固定的物流中心然后配货发出的过程。不过要实现效率的提高，首先软件上必须完全的电脑操控，电脑自动得到最优解，指定那些货去哪里配；其次必须考虑到装卸过程的阻尼效应。。。

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  Everett (╮(╯▽╰)╭~(=￣ U ￣=)~) 组长 2013-09-28 16:08:56

  这个确实挺有意思的。如果我们利用这种对应回到物流网，那么最优的物流网络应该是配货(小宗商品 这个确实挺有意思的。如果我们利用这种对应回到物流网，那么最优的物流网络应该是配货(小宗商品合并)地点根据货物流量动态调整的网络，而不是所有货物统统集中到固定的物流中心然后配货发出的过程。不过要实现效率的提高，首先软件上必须完全的电脑操控，电脑自动得到最优解，指定那些货去哪里配；其次必须考虑到装卸过程的阻尼效应。。。 ... 天命玄鸟

  嗯，其实经济学家已经开始使用复杂网络的工具来提高企业的效率。

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  XzZ 2013-09-28 19:00:55

  等离子体放电和导体导电是不一样的，而且其实电子流动速度也是很慢的。实际上，电流之所以快，是因为电磁场传播的快。

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  XzZ 2013-09-28 19:04:30

  其实树枝的形状和闪电的形状相似，可能是因为服从相似的方程。。我记得我们高数助教曾经用极值原理推导过蘑菇的形状= =

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  SeeeeeeeK 2013-09-28 19:20:45

  电场是光速传播 导体中电子定向移动速率约10∧-5 ——高中就讲过了。 其他就不知道了…

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  [已注销] 2013-09-28 19:53:12

  而且电流速度远远小于光速，你在网上搜闪电的视频，放慢以后你都可以看到闪电是怎么一点一点分叉 而且电流速度远远小于光速，你在网上搜闪电的视频，放慢以后你都可以看到闪电是怎么一点一点分叉的，很直观的就可以判断小于光速。 ... OneKickman

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  [已注销] 2013-09-28 19:55:53

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  K (我将死而又死，以体会生之无穷) 物理学探索者 2013-09-28 20:14:08

  而且电流速度远远小于光速，你在网上搜闪电的视频，放慢以后你都可以看到闪电是怎么一点一点分叉 而且电流速度远远小于光速，你在网上搜闪电的视频，放慢以后你都可以看到闪电是怎么一点一点分叉的，很直观的就可以判断小于光速。 ... OneKickman

  至少，闪电的一点一点展开的速度不是电流的速度，各个地方的电子被电场影响到后，就都开始集体运动。看到的速度，是建立这种集体运动的速度。要是是电流的速度的话，那真地太快了。

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  少司命 2013-09-29 00:15:57

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  正解

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  悠然 (ね、光) 2013-09-29 15:27:24

  建立电场的速度是光速，但是载流子定向移动的速度比热运动的速度还要低。

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