灯泡亮的原因是有电流通过,其原因是电荷在电场的作用下定向移动。
电路接通时,电场线走向是沿着导线方向的。
电路接通前,导线内部没有电场。
电路接通瞬间,导线内部的电场建立是按照光速传播的。
电路接通一瞬间,在近似认为光速无限大的情况下,导线内部处处瞬间建立电场,电荷立刻在电场的作用下同时定向移动,灯泡同时亮。
在认为光速不能看做无限大的情况下,电路接通瞬间,灯泡亮的顺序其实就是取决于电场建立的方式。7、
但是电路学中从来不讲电场是如何建立的,电场是静电学的内容。因此考虑电场的建立,这里要考虑电路接通前导线内的静电分布。(以下假设导线绝缘层理想,没有电场线穿过绝缘层)
电场可以看做是由正电荷出发,到负电荷结束的电场线的集合(表述不专业,见谅),也就是电势差决定了电场分布。平时灯泡亮也就是因为灯泡两端存在电势差,导致灯泡内部灯丝中存在电场。
电路接通前,假设电源是一直工作的,假设电源是直流电源(保险起见,交流的不太擅长了……),那么考虑电源的工作本质:将正电荷移动到正极,将负电荷移动到负极。
假设电路中只有一个电键,闭合前,由于电源的作用,电势差集中在电键两侧,一侧是满满的正电荷,一侧是满满的负电荷。
因此电路接通一瞬间,电场的建立是从电键开始向两侧传播的。电键接通一瞬间,正电荷产生的电场向负极方向传播,负电荷产生的电场向正极传播,速度为光速。电场传播过程当中,先感受到电场的地方的电荷即刻受到电场的作用开始定向移动,产生电流。
正负电荷电场矢量叠加,正负电荷在电路中地位平等对称,数量相等,因此电场传播是对称的。