Reference:
- Current without potential difference
电路短路时，电池正极和负极之间的电位差虽然在理想情况下应该接近于0，但在实际情况下仍然会有一些电位差存在。这些电位差和电流的产生有几个主要原因：
1. 电池内阻
电池并不是一个理想的电源，它具有内阻。当电池短路时，电流会通过电池的内阻产生一个小的电位差。这就解释了为什么即使在短路情况下，电池两端仍然会有电位差。
设电池的内阻为 ( r )，电池的电动势（EMF）为 ( E )，短路电流为 ( I )。根据欧姆定律：
在这种情况下，电池两端的电位差 ( V ) 为：
虽然 ( r ) 很小，但由于 ( I ) 很大，仍然会有一个显著的电位差 ( V )。
2. 导线和连接点的电阻
在实际电路中，导线和连接点也有一定的电阻。当电流通过这些电阻时，会产生一定的电位差。因此，即使电池短路，整个电路中仍然存在电阻，这些电阻导致了电位差的存在。
3. 电池的电动势
电池的电动势（EMF）是驱动电流的根本原因。电动势提供了使电流流动的“推动力”。在短路情况下，电池的电动势仍然存在，这种推动力使得电流可以在电路中流动。
4. 过渡电阻和接触电阻
电路中的连接点可能会有一定的接触电阻，这些电阻也会导致电位差的产生。例如，电池端子与导线之间的接触电阻会在大电流流动时产生一定的电位差。
结论
尽管在短路情况下，电池正极和负极之间的电位差趋近于0，但由于电池内阻、导线和连接点的电阻以及接触电阻的存在，仍然会有一定的电位差。这些电位差加上电池的电动势驱动电流，使得电路中仍然可以有电流流动。因此，短路电路中会出现大电流，而不是完全没有电流。
导线和连接点的电阻是什么意思？
在实际电路中，导线和连接点的电阻是指以下两种情况：
1. 导线电阻
导线不是理想的导体，它们具有一定的电阻。导线电阻的大小取决于导线的材质、长度和截面积。导线电阻 ( R ) 可以通过以下公式计算：
其中：
- ( \rho ) 是导线材料的电阻率（单位：欧姆·米，Ω·m）。
- ( L ) 是导线的长度（单位：米，m）。
- ( A ) 是导线的截面积（单位：平方米，m²）。
尽管导线电阻通常很小，但在大电流通过时，电阻上的电压降会变得显著。
2. 连接点电阻
连接点电阻是指电路中各个连接点（如焊点、接头、插头等）处的电阻。这种电阻由几个因素引起：
- 接触电阻：在两个导体接触的界面上，由于表面不平整和污染等原因，会存在一定的电阻。
- 接触质量：接触压力、接触面积和接触表面的清洁程度都会影响接触电阻。
- 接头材料：不同材料的电阻率不同，材料的性质会影响接触电阻。
这些连接点电阻在大电流通过时会产生电压降，从而导致连接点处的电位差。
实际影响
在一个实际电路中，即使是很小的导线电阻和连接点电阻，当电流非常大时，也会导致显著的电压降。这些电压降在各个导线和连接点处累积起来，使得即使在短路情况下，电池正负极之间仍然会有一个小的电位差。这是因为这些电阻会消耗电池提供的电动势，产生电压降。
例子
设想一个短路电路，其中电池的电动势为 ( E )，导线电阻为 ( R_w )，连接点电阻为 ( R_c )。假设电池内阻为 ( r )，则总电阻 ( R_{total} ) 为：
根据欧姆定律，电流 ( I ) 为：
电池正负极之间的电压 ( V ) 为：
尽管
很小，但由于电流 ( I ) 很大，电压 ( V ) 仍然不会完全为零。这解释了为什么在短路情况下，电池正负极之间仍然会有电压差，并且电路中仍然会有电流流动。
