接通电路时，电能是怎么传输的？

自来水是在水管内流动、输送到家里的。电能是不是也是在电线内流动、输送到家里的呢？

这个说法其实不够准确，虽然电流在导线内流动，但电能是沿导线外的空间传送的。电能传输的形式是电磁场。对于电磁场来说，最佳的传播介质就是真空，因此用裸导线传电信号时（电磁场在线外的空气里传输），可以测得信号速度为空气中的光速。用包有绝缘介质的导线传输时测得的是该绝缘介质中的光速。

对于电磁场，金属反而是糟糕的传播介质，因为金属导体内电场强度接近零，而能流（专业名词叫坡印亭矢量）等于电场强度和磁场强度的矢量积（矢量积的意义就是两者都非零时能流的大小才不为零，方向和两者都垂直），因此经导体内部传输的能量是很少的。

为什么我们平常认识的电路需要导线呢？

导线确实不是传输能量所必需的，很多手机都已实现了无线充电，电磁炉加热铁锅时也不需要和锅导通。我们需要导线是因为需要它导通电流，导通的电流能产生磁场，此外再加上电源提供电势差使导线表面电荷密度变化产生电场，同时有电场和磁场后才有了显著的能流。所以才看到了“对于直流稳态电路，回路需要接通才能用电”的现象。

对于时变电路，电路可以是断的，断开处如果有电容仍然可以导通。也可以把电路断开处做成适合发射和接收的形状，以交变的形式驱动，电磁场就会形成电磁波散逸到大气层中传播到很远的地方，这就是无线电的原理。

电池使导线表面电荷分布发生变化；红色：电场，方向从正电荷出发到负电荷；绿色：电流方向；蓝色：磁场，方向为电流的右手螺旋方向；黄色：能流，方向和电场磁场方向都垂直。大家可以自行验证：如果电池的正负极反向，则电场、磁场方向都反向，能流依然是从电池流出沿导线外部空间传播最后流入负载，因此交变电流也能持续将电能传输给负载。

中学阶段学的电路知识被推翻了吗？也不能这么说。对于经典电磁学问题，准确的分析需要求解三维空间中的麦克斯韦方程组，这个过程太麻烦，在简单的应用中我们不需要知道电路中每一点精确的电磁场分布情况，所以有一套理想化的电路模型（集总电路）来简易处理大多数简单的情况。

的确，并不是所有场景都能集总，比如有涡旋电场时会有一些电路定律出问题。但这不能说简化的模型就是错的，而是超出简化模型的适用范围了，学会什么时候能用什么模型、适合用什么模型才是学物理的关键。