Comments: |
На предварительный вопрос вроде могу ответить: на незаряженной образуется отрицательный заряд, равный по модулю заряду на положительной.
Ну вот. Выходит, я могу составить систему из двух конденсаторов так. Взять одну пластину, зарядить ее отрицательно, взять вторую незаряженную, заземлить ее. Потом взять где-то еще пластину, зарядить положительно, поднести к ней вторую и заземлить. Готово. Уберу заземление.
Если после этого я соединю проводочком две заземленные пластины -- ток по нему вроде как не пойдет. Ну, потенциал же у них одинаковый?
Дисклеймер: я ни разу не физик, на тот-то вопрос ответил только потому, что курс по электричеству на курсере послушал недавно (и то уже все вылетело).
А теперь мои смутные соображения: это пока две заземленные пластины были заземлены (тавтология, извините), у них был одинаковый потенциал. А заземление ж вы убрали. После этого потенциалы вовсе не равны. Это я к тому, что мое нутро мне говорит, что ток вполне себе пойдет.
А что изменится, когда я уберу заземление?!
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:08 pm |
---|
| | | (Link) |
|
"Вследствие того что через все последовательно соединенные конденсаторы течет одинаковый ток, количество накопленого электрического заряда для каждого конденсатора будет одинаковым, независимо от его емкости. Так происходит, потому что электрический заряд, накапливаемый на обкладке любого конденсатора, должен прийти с обкладки примыкающего конденсатора. Таким образом, последовательно соединенные конденсаторы имеют одинаковый электрический заряд: Электрический заряд в последовательной цепи конденсаторов Посмотрим на последовательную цепь из трех конденсаторов на рисунке выше. Правая обкладка первого конденсатора С1 соединяется с левой второго конденсатора С2, у которого правая обкладка соединяется с левой третьего конденсатора С3. Это означает, что в режиме постоянного тока конденсатор С2 электрически изолирован от общей цепи. В итогое эффективная площадь обкладок уменьшается до площади обкладок самого маленького конденсатора. Это объясняется тем, что как только обкладки наименшей площади заполнятся электрическим зарядом, данный конденсатор перестанет пропускать ток. В результате ток прекратиться во всей цепи, и процесс зарядки остальных конденсаторов также прекратится. При последовательном соединении общее расстояние между обкладками увеличивается до суммы расстояний между обкладками всех конденсаторов. Таким образом, последовательная цепь формирует один большой конденсатор с площадью обкладок элемента с наименьшей емкостью, и расстоянием между обкладками, равному сумме всех расстояний в цепи." Подробнее: http://hightolow.ru/capacitor3.phpА про пластины не понял ничего. Какую пластину и как можно зарядить? Статикой только, но - положительно/отрицательно? так не бывает с пластинами, если это не "пластины" кондесатора
Конденсаторы, соединные последовательно, разумеется, будут заряжены одинаково -- если они заряжаются от батареи, которая есть где-то в цепи.
А вот если они уже заряжены, то в силу закона сохранения заряда они никак не могут стать заряженными одинаково от последовательного соединения.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:18 pm |
---|
| | | (Link) |
|
так цепи не будет, если только плюс одного конд. к минусу другого подключить. и заземление одного из них тоже цепи не создаст - ничего и не произойдёт.
Если заземлить оба конца созданной цепи - конденсаторы оба разрядятся и всё.
или я чего-то не понимаю. Про эти "пластины" - это обкладки конденсатора имеются в виду или что-то другое?
Да какая разница? Ну, обкладки. Но можно взять две доски для нарезания сыра. То есть, четыре.
Цепи и не надо. Возникает вопрос -- произойдет ли какое-либо перераспределение заряда. Выделится ли тепло на сопротивлении провода.
То есть, вроде как оно должно выделиться, но у меня есть взаимоисключающие аргументы.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:29 pm |
---|
| | | (Link) |
|
конечно, выделится закон сохранения энергии когда вы натирали пластины, создавая статистическое напряжение на них, вы это тепло, условно говоря, накопили, создали.
При создании цепи - условно опять же - много и быстро тепла без создания цепи - в пространстве с воздухом - тепло медленно и лениво уйдёт во вселенную:)
Прекрасно. Были два конденсатора, заряды q_1, q_2, электроемкости их, соответственно, C_1, C_2. Их соединили проводом: "-" первого конденсатора с "+" второго. Рассчитайте, пожалуйста, тепло, которое выделится на сопротивлении.
Цитировать рефераты, пожалуйста, не надо. Спасибо!!!
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:45 pm |
---|
| | | (Link) |
|
так вы сказали, что сопротивления нет! тепло будет выделяться быстрее и больше, чем меньше сопротивление (вспышка при "коротыше") меньше тепла будет выделяться при большом сопротивлении в цепи, но на более длинном промежутке времени - кол-ва тепла что при коротком замыкании, что при большом сопротивлении будет одинаковым, разница будет во времени разряда конденсаторов (ну или пластин)
Я не говорила, что сопротивления нет.
Результат, разумеется, не зависит от конкретного значения сопротивления в силу закона сохранения энергии.
Пожалуйста, если можете рассчитать -- рассчитайте и объясните ответ, если нет -- большое спасибо.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 10:00 pm |
---|
| | | (Link) |
|
> Я не говорила, что сопротивления нет.
"Вот если взять два конденсатора (с конечными электроемкостями), заряженные по-разному, и соединить одним проводочком плюс одного с минусом другого -- то что будет?"
в предложенной схеме нет сопротивления (резистора)
> Пожалуйста, если можете рассчитать -- рассчитайте и объясните ответ, если нет -- большое спасибо.
не, кол-во тепла рассчитывать не умею, это к физикам, а не электрикам:)
>в предложенной схеме нет сопротивления (резистора)
Где сказано, что его нет?!
Напротив, выше в этой же ветке:
>Цепи и не надо. Возникает вопрос -- произойдет ли какое-либо >перераспределение заряда. Выделится ли тепло на сопротивлении >провода.
И Вы отвечали:
>конечно, выделится
а потом забыли что-то.
>не, кол-во тепла рассчитывать не умею, это к физикам, а не электрикам:)
Вы электрик?
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 10:09 pm |
---|
| | | (Link) |
|
> Вы электрик?
электромонтёр станционного радиооборудования в юнности
>электромонтёр станционного радиооборудования >в юнности
Ну вот, это показывает, что теория вообще никому не нужна!
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 10:16 pm |
---|
| | | (Link) |
|
так, наверное, где-то есть в монографиях физиков и про шары с разным потенциалом и расстоянием между ними и скоростью уравнивания этих потенциалов и в вакууме и воздушной среде и при соединении проволочкой:)
в бытовом плане, и даже индустриальном, производственном (если Вы, конечно, не доктор Тесла) значения не имеет.
Все-таки я бы не ожидала, что электрик, которому сообщили, что два объекта соединены проводом, считал бы, что в схеме по умолчанию нет сопротивления.
Но, видимо, теория, где рисовались схемы, была слишком далека от практики.
Задача о скорости уравнивания потенциалов, разумеется, бессмысленна. Задачу о характерном времени уравнивания потенциалов бывает, что можно решить, но и то не всегда, и стационар в среде достигается не всегда (т. е. не всегда такую задачу можно даже поставить).
Но хуй с ним, спасибо большое, вопрос был, конечно, к ув. коллегам и (лучше) юным любителям школьной электростатики.
как это «конденсаторы заряженные по-разному»? они могут быть заряжены или не заряжены (?) если соединить их как Вы описали, разница потенциалов возрастет
также и пластина может нести заряд только при условии существования в контакте (электролите) другой пластины, заряженной противоположно при заземлении пластины её поверхностный заряд утечет «в землю»
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:12 pm |
---|
| | | (Link) |
|
что такое "пластина" я не пойму? как её можно зарядить?
Ну вот диск, например, металлический. Или доска для нарезания сыра. Металлическая. Зарядить ее можно, например, трением. Или так, как описано выше. Или можно облучать светом и отводить электроны, выбитые фотоэффектом! Или подсоединить проводком к уже заряженной пластине!
И это не все.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:20 pm |
---|
| | | (Link) |
|
имеется в виду, как я и предполагал, статистическое напряжение эбонитовую палочку подносим к листу бумаги:)
статистическое да я бы сказал вциомовское
Один конденсатор заряжен зарядом q_1 (на его пластинах + q_1 и - q_1), другой -- зарядом q_2 (на его пластинах + q_2 и - q_2).
а, ну в смысле заряды разные по величине тогда при соединении на свободном конце одного будет +q1+q2, на другом -q1-q2
Каким образом заряд перейдет на свободные концы?! Пробой воздуха произойдет, что ли? А почему?
Если пробоя не будет, заряд может перетекать только по проводу.
это электромагнитное поле - разность потенциалов физического перемещения частиц не происходит
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:25 pm |
---|
| | | (Link) |
|
> это электромагнитное поле - разность потенциалов
которое возможно узнать или определить только эмпирическим путём - создав замкнутую цепь
Боюсь, что такой взгляд на вещи противоречит закону сохранения заряда.
почему? заряд -это способность тел быть источником электромагнитных полей
да, сумма зарядов замкнутой системы сохраняется, но Вы говорите об электрическом токе в разомкнутом проводнике
"Разомкнутый проводник" может быть замкнутой системой, если что.
это также не спасет его от отсутствия в нем тока
Если Вы поднесете заряд к "разомкнутому проводнику", какое-то время по его поверхности будет течь ток. Заряды будут перемещаться. Перестанут это делать после того, как поверхность проводника станет эквипотенциальной.
в разомкнутом проводнике будет наведено электромагнитное поле если угодно, можно это назвать "перемещением заряда" но физического движения частиц не произойдет
Именно что произойдет физическое перемещение свободных электронов. Суммарный заряд проводника не изменится, а плотность заряда на поверхности будет не ноль. Где-то положительная, где-то отрицательная.
Пока физическое перемещение зарядов будет происходить, амперметр будет показывать ненулевой ток.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:23 pm |
---|
| | | (Link) |
|
Каким образом заряд перейдет на свободные концы?!
> при соединении, то есть без создания замкнутой цепи ничего происходить не будет
Да вроде должно, я и хочу понять, почему.
Примерно -- потому, что конденсаторы не идеальные, у них конечная электроемкость. Можно посмотреть на возможное распределение заряда -q_1 + q_2 между двумя внутренними конденсаторами и убедиться в том, что есть минимум энергии.
Но это неправильный способ смотреть на вещи. Правильный должен быть доступен школьнику, потому что это задача из задачника для детей.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:38 pm |
---|
| | | (Link) |
|
> на возможное распределение заряда -q_1 + q_2 между двумя внутренними конденсаторами
без цепи - ничего не будет. это как бы два конденсатора лежали рядом разно заряжённые, или в метре друг от друга, что плюс одного будет подсоединён к минусу другого - без разницы. Они будут разряжаться независимо друг от друга во времени, определённого качеством данных конденсаторов и материалов из которых они сделаны и кол-вом заряда на них и т. д.
А почему Вы так уверены, что "без цепи ничего не будет"?
Например, если я возьму два заряженных шара и соединю их проводом, заряд в общем случае будет перетекать от одного к другому. Или это "цепь"? А чем тогда хуже пластины конденсаторов?
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 09:54 pm |
---|
| | | (Link) |
|
> А почему Вы так уверены, что "без цепи ничего не будет"?
так научили преподаватели, сам убеждался, когда, например, паяльник перегорал - в розетку включен, а не работает.
> Например, если я возьму два заряженных шара и соединю их проводом, заряд в общем случае будет перетекать от одного к другому.
в физическом эксперименте перетекание "зарядов" из шара в шар можно и без провода утверждать положительно. Со временем перетекёт, только, вот, соединение проводом шаров в мгновенное (я так понимаю вы рассуждаете?) "перетечение" зарядов не поможет. Провод сам будет являтся прибором в таком эксперименте, имеющим какую-то массу и "заряд" статистического электричества. В бытовых условиях такого эксперимента не поставить и значений не измерить.
>> А почему Вы так уверены, что "без цепи ничего не будет"?
>так научили преподаватели, сам убеждался, когда, например, паяльник >перегорал - в розетку включен, а не работает.
Но что-то же происходит и без сети? Например, если Вас не включить в сеть, Вы будете писать комментарии. А если включить, может быть, и не будете.
>в физическом эксперименте перетекание "зарядов" из шара в шар можно и >без провода утверждать положительно.
Ну видите -- даже провод не нужен. А Вы говорите, надо цепь!
Можно попробовать подольше подождать и с паяльником. Может, он спонтанно заработает (есть вероятность). А может, заказчик сдохнет раньше.
А понятие равновесия доступно школьнику?
А можно тогда сказать, что соединение не нарушает равновесия ни одного из конденсаторов и поэтому ничего не произойдет?
И ошибиться? Не удивлюсь, если - да, ибо не помню уже физики.
Я не знаю. Я сначала думала, что ничего не будет происходить. Но есть соображения, по которым это не так. Из них не последнее -- приводила ниже. Вот, допустим, Вы один проводок поставили, и ничего не будет. Есть к этому аргументы. Если бы пластинами конденсаторов служили бесконечные плоскости, это точно было бы так.
Тогда вроде как и второй можно поставить -- ничего не будет. Первым-то Вы ничего не изменили. Но если Вы второй поставите, напряжения на двух параллельно подключенных конденсаторах скоро сравняются...
А не означает ли это, что при подсоединении второго провода равновесие становится неустойчивым?
По-моему, не значит; я вообще не очень понимаю, при чем тут, собственно, равновесие.
Но там в конце Дима Поляков меня спас, пожалуй, от маразма, по крайней мере отчасти. Вам тоже спасибо.
From: | (Anonymous) |
Date: | May 9th, 2014 - 09:22 pm |
---|
| | | (Link) |
|
Думаю, ответ зависит от того что на руку Путинскому Хуйлу а что свободным Украинцам.
Это разумный комментарий, ибо есть некие признаки безразличного равновесия. Но есть и высший суд вообще-то, только я пока буду это скрывать.
ну у вас треш-шапито в комментах, Юля, Деда Мити на вас нет. если заземлить незаряженную пластину, в неё втекут электроны до противоположного с другой пластиной заряда, втянутые зарядом этой пластины. если соединить конденсаторы, будет ничего, потому что поле вне конденсатора равно нулю.
Вот, мы с коллегами тоже так думали. Однако, это задача из задачника, и она имеет ответ. В смысле, сколько тепла выделится, если соединить. И я могу этот ответ объяснить.
Но я не знаю объяснения, которое понятно школьникам. А хороший физик знал бы.
(Поле вне конденсатора конечной емкости не равно нулю, так что чуда здесь нет, и тем не менее.)
From: | (Anonymous) |
Date: | May 10th, 2014 - 12:53 am |
---|
| | | (Link) |
|
Я вообще не физик, но аналогия с сообщающимися сосудами слишком корява, что ли? А тепло разве без знания сопротивления посчитать можно?
Да нет, можно ее растянуть и досюда как-то, если уже знаешь, что происходить. Но не факт, что нужно.
Тепло можно подсчитать потому, что подсчитываема энергия до и энергия после, а разница могла уйти только в тепло. Значит, оно и выделилось на резисторе.
From: | (Anonymous) |
Date: | May 10th, 2014 - 09:48 pm |
---|
| | | (Link) |
|
Почему это только в тепло? Проводник в магнитном поле и двигаться может, а магнитное поле у нас везде.
я, конечно, не физик, и совсем не хороший, но если мы возьмём два сферических слоя, поле вне каждого из них будет равно нулю по теореме Гаусса, и потенциалы на внешних сферах равны потенциалу на бесконечности, поэтому хоть десятью проводами их соедини, никакой ток никуда не потечет и никакое тепло нигде не выделится. возможно, для реальных конденсаторов, например, электролитических К50-17, это не совсем так, но, думаю, эффект будет микроскопический и зависящий от конструкции конденсатора
Вы не физик, но дело не в этом. Поле вне сферических слоев не будет равно нулю по теореме Гаусса. Разве что на бесконечности. Вот интеграл поля по любой поверхности, в том числе и сферической, будет равен нулю по теореме Гаусса. Чтобы это понять, нужно освежить в памяти теорему Гаусса. Вам лучше теорему Стокса, наверное. С вашим братом всегда так.
совершенно верно, поток через концентрическую сферу будет равен нулю, так как суммарный заряд внутри равен нулю. поэтому из сферической симметричности поле равно нулю. более того, на самом деле сферической симметричности не нужно - если у вас есть проводящая поверхность, заряд на которой компенсирует статический заряд внутри этой поверхности, то поле снаружи будет равно нулю, но это доказать немного сложнее. с другой стороны, если конденсаторы состоят из двух параллельных одинаковых плоских пластин, то поле снаружи равно 0 не будет. наверное, в задаче имеется в виду этот случай.
>совершенно верно, поток через концентрическую сферу будет равен нулю, так как суммарный >заряд внутри равен нулю. поэтому из сферической симметричности поле равно нулю.
Здесь нет сферической симметричности. Это система плоских конденсаторов. (К тому же, конечных размеров. Вы когда-нибудь видели плоский конденсатор?)
>с другой стороны, если конденсаторы состоят из двух параллельных одинаковых плоских >пластин, то поле снаружи равно 0 не будет. наверное, в задаче имеется в виду этот случай.
Вот почему нельзя прочитать условия, комментарии, там, например.
Да, если конденсаторы состоят из двух параллельных одинаковых плоских пластин, то поле снаружи равно 0 не будет. Если у них конечная емкость.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 11:16 pm |
---|
| | | (Link) |
|
> если заземлить незаряженную пластину, в неё втекут электроны до противоположного с другой пластиной заряда, втянутые зарядом этой пластины.
так об этом и речь. чего непонятного? дело остаётся за малым - рассчитать время этого "перетечения" электронов и тепло, выделившееся при этом процессе.
С заземлением ли незаряженной пластины это будет происходить или при помощи проволочки, соединяющей разные потенциалы этих пластин - не так уж и важно должно быть для физика. Иди вообще они будут находиться рядом - всё равно же со временем потенциалы их сравняются.
| From: | los |
Date: | May 9th, 2014 - 11:24 pm |
---|
| | | (Link) |
|
>рассчитать время А время зачем? Можно провести такой цикл: сблизить пластины пластины, включить заземление (пусть незаряженная пластина зарядится и заряд перенесётся), разомкнуть заземление, разнести пластины на бесконечность (совершив работу А), включить заземление (такой же заряд перенесётся в обратную сторону). По идее, Q=A/2
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 11:32 pm |
---|
| | | (Link) |
|
> пусть незаряженная пластина зарядится и заряд перенесётся),
заряд имеет количество, значит время всё равно надо учитывать, что бы узнать кол-во тепла Ваша формула только показывает, что потенциалы (заряд) пластин стали равными. Мгновенно это не произойдёт или, скажем, в таком количестве времени, которым можно пренебречь в расчётах кол-ва тепла.
>заряд имеет количество, значит время всё равно надо учитывать, что бы узнать кол-во тепла
Что значит эта фраза, простите?
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 11:47 pm |
---|
| | | (Link) |
|
что в физическую формулу надо привнести время, если это формула физическая, а не электрическая
А зачем? Лучше все-таки иметь дело с правильными формулами.
| From: | los |
Date: | May 9th, 2014 - 11:41 pm |
---|
| | | (Link) |
|
>заряд имеет количество, значит время всё равно надо учитывать, что бы узнать кол-во тепла Ничего не понял >Ваша формула только показывает, что потенциалы (заряд) пластин стали равными. Не показывает. Заряды в общем случае, по-моему, получаются разные.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 11:50 pm |
---|
| | | (Link) |
|
я зациклился на выделяемом процессом тепле (по комментариям выше) наверное, неправильно или не понял, что хочет узнать aculeata
Нет, это сложно. Если учитывать конечность емкости, то ответ зависит от геометрич. характеристик. А если не учитывать, то работа бесконечна. Можно чего-то такое сделать, но это явно не то, что подразумевается (пусть в якобы продвинутом, но все же школьном) задачнике.
работа не бесконечна, мощность бесконечна.
(1) Мощность чего, простите, бесконечна?
(2) Мощность чего-то бесконечна, но работа, совершенная этим чем-то, конечна?
работа это разность энергии "до" и "после" совершения работы. в электрической цепи предполагается только работа, совершаемая эл. током, которая превращается в тепло. если сопротивление "тонкого проводка" принять равным нулю, то мощность будет бесконечна.
(1) Вы отвечали на комментарий пользователя los. Вы считаете, что в нем речь шла о работе, совершаемой электрическим током? (2) Электрический ток не является силой и работы совершать не может. Возможно, Вам вспомнились формулы мощности выделения джоулева тепла, и Вы зачем-то решили устремить к нулю сопротивление провода (и время выделения тепла), оставляя тепло конечным. Это здесь неважно. Сопротивление пускай конечно, не имеет значения.
а за счет чего может выделяться тепло при последовательном соединении двух заряженных емкостей?
Ну как -- за счет рассеивания электронов на дефектах кристаллической решетки проводника. А почему Вы спрашиваете?
каких именно электронов? т.е. где потечет ток?
From: | lukes |
Date: | May 10th, 2014 - 12:08 am |
---|
| | | (Link) |
|
aculeata утверждает за счёт "перетекания" разности потенциалов заряда из одной "ёмкости" в другую по проводнику (причём проводник должен нагреваться) или при заземлении менее заряженной ёмкости (пластины)
По физическим законам, вроде так и должно быть, но как это объяснить законами Ома - непонятно:)
Куда движутся электроны и что они при этом чувствуют?
Пожалуйста, не надо приписывать мне всякие там утверждения. У меня и адвоката-то личного нет.
From: | lukes |
Date: | May 10th, 2014 - 12:17 am |
---|
| | | (Link) |
|
в смысле, я так понимаю ваши слова и вопрос. В общем, тут разбор дела для физиков; Вольт, Ампер и Ом пасуют.
А вот у их наследников могут найтись хорошие адвокаты! От их лица говорить просто опасно.
From: | lukes |
Date: | May 10th, 2014 - 12:30 am |
---|
| | | (Link) |
|
формулы разомкнутой цепи у этих троих я не видел или не знаю ещё Фарадей остаётся, может он что-то и знает по вашему вопросу и у него есть формулы объясняющие эти физические явления движений электронов в разомкнутой цепи
Я не знаю, что такое формулы разомкнутой цепи.
| From: | los |
Date: | May 9th, 2014 - 11:58 pm |
---|
| | | (Link) |
|
>если сопротивление "тонкого проводка" принять равным нулю Ну это допустимое приближение, ага.
Так при чем здесь это, если Вы собираетесь считать работу, которую совершает электрическое поле при разнесении пластин на бесконечность?!
| From: | los |
Date: | May 10th, 2014 - 12:15 am |
---|
| | | (Link) |
|
Не знаю.
| From: | los |
Date: | May 10th, 2014 - 12:18 am |
---|
| | | (Link) |
|
И ещё я не понимаю, как можно получить ответ, не зная расстояния, на которое мы подносим заряженную пластину к незаряженной. С конденсаторами должно быть проще, у них ёмкость известна.
From: | lukes |
Date: | May 10th, 2014 - 12:20 am |
---|
| | | (Link) |
|
> не зная расстояния, на которое мы подносим заряженную пластину к незаряженной.
при известном расстоянии опять в формулу хочется всё-таки поставить время:)
извините.
| From: | los |
Date: | May 10th, 2014 - 12:22 am |
---|
| | | (Link) |
|
ставьте. домножьте на t/t, если Вас это успокоит.
Ну естественно, мы знаем расстояние, если так смотреть на вещи. Конденсатор заданной емкости можно получить из двух пластин с известной площадью, если разнести их на расстояние площадь / емкость.
| From: | los |
Date: | May 10th, 2014 - 12:37 am |
---|
| | | (Link) |
|
Для конденсаторов же просто всё должно считаться. При последовательном соединении получается конденсатор известно какой ёмкости с теми же зарядами на несоединённых обкладках. Посчитать разницу между суммой потенциальных энергий двух конденсаторов и потенциальной энергией получившегося. Всё. Где-то подвох, да?
Да. Эффективная емкость работает только если провода, соединяющие конденсаторы, не заряжены. А тут не так.
| From: | los |
Date: | May 10th, 2014 - 01:03 am |
---|
| | | (Link) |
|
Ах да, у них же разные заряды.
| From: | los |
Date: | May 10th, 2014 - 01:17 am |
---|
| | | (Link) |
|
Ну можно тогда ещё посчитать, сколько джоулей выйдет, если после соединения частично разрядить один из конденсаторов (на котором заряд больше), так, чтобы проводок стал незаряженным. Опять сложно.
Но ведь это не то, что будет происходить. Есть закон сохранения заряда. Внешние пластины обоих конденсаторов остаются при своих зарядах, на внутренних -- заряд между ними может перемещаться, но сумма их сохраняется.
| From: | los |
Date: | May 10th, 2014 - 11:00 am |
---|
| | | (Link) |
|
Дык. Я знаю потенциальную энергию системы, которая получается при соединении конденсаторов с одинаковыми зарядами (проводок получается незаряженным). Идея в том, чтобы выразить через неё потенциальную энергию данной системы.
Ну, я не знаю. Попробуйте!
| From: | los |
Date: | May 9th, 2014 - 10:58 pm |
---|
| | | (Link) |
|
Лень думать и хочется спать, но, вроде бы, ничего с конденсаторами происходить не должно, потому что иначе выходит, что заряды самопроизвольно разделились.
имхо сохраняются (суммируются) энергия и заряд
изменятся емкость и напряжение.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 11:36 pm |
---|
| | | (Link) |
|
только при условии замкнутости цепи термин "напряжение" имеет смысл в замкнутой цепи, а если в розетку ничего не включено (а там напряжение 220 вольт) то в розетке есть разность потенциалов двух проводников, которая (разность) срабатывает при замыкании цепи и по ней уже идёт ток (амперы)
конечно же не напряжение, разность потенциалов.
а, вам понятное школьнику надо. тогда не знаю.
Не поняла, чья емкость изменится.
From: | lukes |
Date: | May 9th, 2014 - 11:53 pm |
---|
| | | (Link) |
|
при последовательном включении конденсаторов в цепь ёмкость большего конденсатора изменится и будет равняться ёмкости наименьшего конденсатора в цепи (конечно не в физическом измерении, а в электрическом) (это я пытался донести отрывком скопированного реферата)
Вы не поняли, что говорится в реферате.
Емкость данного конкретного конденсатора является его геометрической характеристикой и не может измениться от включений и выключений. Меняется эффективная емкость участка цепи.
Если Вам действительно интересно, можно же почитать учебник. Реферат не помогает, ведь видно.
From: | lukes |
Date: | May 10th, 2014 - 12:04 am |
---|
| | | (Link) |
|
> Меняется эффективная емкость участка цепи.
я всё понимаю, просто не так красиво формулирую, как вы.
геометрическая характеристика = обусловленная конструкцией ёмкость конденсатора, которая может изменяться в зависимости от включения его в электрическую цепь
Не понимаете.
Емкость плоского конденсатора -- это отношение его площади к расстоянию между пластинами. (Для электриков -- с размерным коэффициентом.)
заряд не сохраняется, сохраняется электронейтральность системы. после соединения конденсаторов заряд перераспределяется между емкостями, т.е. заряд каждого из конденсаторов изменится.
допустим, мы соединяем два конденсатора с одинаковой емкостью С и зарядом q заряд до соединения на обкладках: +q||-q +q||-q энергия q^2/(2*C) у каждого, суммарно 2*q^2/(2*C)
после соединения: +q||0 ---- 0||-q т.е. заряд на каждом упал вдвое, до 0.5q энергия на каждом: 0.25q^2/(2*C). суммарно это 0.5*q^2/(2*C), т.е. в 4 раза меньше. разница между "до" и "после" должна быть выделена из системы.
| From: | los |
Date: | May 10th, 2014 - 01:06 am |
---|
| | | (Link) |
|
А заряды разные.
Если два конденсатора таких, как Вы написали, соединить так, как Вы написали, ничего не изменится. Никаких нулей не возникнет посередине.
From: | (Anonymous) |
Date: | May 10th, 2014 - 12:43 am |
---|
| | | (Link) |
|
Ну по идее должна электронов насосать, не?
pust' (q_1,-q_1) i (-q_2,q_2) zarjady kondensatorov do soedinenija (levoj i pravoj plastin sootvetstvenno), a posle soedinenija (Q_1,-Q_1) i (Q_2,-Q_2) sootvetstvenno. Zarjady pereraspredeljatsja takim obrazom, chto: 1) naprjazhenija na kondensatorah posle soedinenija stanut ravnymi
2) v to zhe vremja, poskol'ku, naprimer, levaja plastina pervogo kondensatora i levaja plastina pravogo i do, i posle soedinenija zamknutaja sistema, dolzhen vypolnjat'sja zakon sohranenija zarjada.
Otsjuda
1) Q_1+Q_2 =q_1-q_2 2)Q_1/C_1 = Q_2/C_2
2 uravnenija, 2 neizvestnyh. Drugoe delo, vopros dlja detej na zasypku: energija posle soedinenija poluchitsja men'she energii do soedinenija. Dopustim, soprotivlenija net. Kuda delas' energija?
Дима, спасибо. По сути это, конечно, правильно, но с формулами не совсем, там надо объяснить, что ты всякий раз понимаешь под Q_1 и Q_2.
Но это неважно, а главное -- откуда тебе очевидно, что напряжения на конденсаторах станут одинаковыми? У меня это получается минимизацией энергии, а надо по-человечески.
Potomu chto kondensatory posle soedinenija predstavljajut soboj zamknutyj kontur, a rabota vdol' zamknutogo kontura ravna 0. Voz'mi proizvol'nyj probnyj zarjad q i peremesti ego po krugu cherez 2 kondensatora. Togda, esli naprjazhenija na plastinah U_1 i U_2, to rabota sovershennaja protiv polja pervogo kondensatora budet qU_1, a protiv vtorogo -qU_2, otkuda U_1=U_2 (v pervom sluchae znak +, vo vtorom - , potomu chto, esli v pervom kondensatore zarjad peremeschaetsja protiv silovyh linij, to vo vtorom - vdol' linij. Ili naoborot)
Q_1 i Q_2 - nekotorye (neizvestnye zaranee) znachenija zarjadov na pervom i vtorom kondensatore, kotorye nuzhno najti iz dvuh uslovij: sohranenija zarjada i ravenstva naprjazhenij. V moih oboznachenijah (Q_1,-Q_1) - zarjady na levoj i pravoj plastinah pervogo kondensatora sootvetstvenno (to zhe dlja vtorogo kondensatora) - posle soedinenija.Te zhe oboznachenija - dlja kondensatorov do soedinenij (q_1,-q_1) i (-q_2,q_2)
Дима, их по кругу не соединяли. Их соединили только так: "+" одного с "-" другого. А второго не поставили проводочка. И я уже беспокоюсь, нет ли ошибки в моих подсчетах.
В смысле, соединили "-" конденсатора q_1, C_1 с "+" конденсатора q_2, C_2.
A, prosti, ja ne obratil vnimanija, chto vtorogo provodochka-to i net... Togda uslovie, konechno drugoe: raznost' potencialov vdol' provodochka dolzhna byt' nulevoj, t.e. elektricheskoe pole mezhdu "-" C_1 i "+" C_2 dolzhno byt' 0. Togda pereraspredeljatsja tol'ko zarjady na "-" C_1 i "+" C_2, a ostal'nye ostanutsja prezhnimi. Pust' novye zarjady ravny -Q_1 i Q_2 sootvetstvenno, t.e. -q_1+q_2=-Q_1+Q_2. Ravenstvo nulju elektricheskogo polja oznachaet:
(q_1-Q_1)/A_1 -(Q_2+q_2)/A_2 =0, ochevidnoe reshenie: q_1=Q_1 i Q_2=-q_2, t.e., pohozhe, chto voobsche nichego ne izmenitsja v etom sluchae, t.e. zarjady ne pereraspredeljatsja voobsche.
Да вроде, похоже. Но смотри, как интересно получается: один проводок поставил -- ничего не изменилось. Другой проводок поставил (замкнул круг), и сразу заряд начал перераспределяться.
А если сначала убрать первый проводок? Раз он ничего не меняет, его как бы и нет?
Нет ли в этом антисемитизма противоречия?
(Ну и потом, можно расположить их как-то, с общей осью симметрии, подсчитать энергию поля -- она вроде квадратична получается по одному из зарядов внутренних пластин, не?)
Ja dumaju, chto , v sluchae dvuh provodochkov antisemitizm zakljuchaetsja kak raz v trebovanii, chto rabota po zamknutomu konturu 0. Rol' ispolnitelej-chernosotencev tut igrajut kraevye effekty, zastavljajuschie zarjady dvigat'sja po provodam i pereraspredeljat'sja.
V sluchae odnogo provodochka ohranitel'stvo zakljuchaetsja v tom, chto pole vne plastin kondensatorov ravno nulju. Poetomu i toka po provodu net, t.k. on vne plastin , sootvetstvenno i pereraspredelenija net
Почему же охранительство не может превозмочь антисемитизм в случае двух проводочков? Поля же "нет" ровно настолько же. Очень много получается антисемитизма?
Емкость же конечна у конденсаторов. Поле вроде как все-таки есть. Ну и аргумент минимума энергии на самом деле одинаково приложим в обоих случаях.
Chto kasaetsja minimuma energii, to 2 sluchaja ochen' sil'no otlichajutsja: zamet', chto v sluchae 1 provoda (esli predpolozhit', chto zarjady menjajutsja) formula E=Q^2/2C voobsche neprimenima, t.k. ona verna tol'ko v sluchae, esli zarjady na protivopolozhnyh plastinah odinakovye. A v sluchae 2 provodov ona kak raz primenima, t.k. zarjady pereraspredeljajutsja, no ostajutsja odinakovymi u kazhdogo otdel'nogo kondensatora
Да, но это не мешает мне впрямую сосчитать энергию, проинтегрировав E^2 / 8 \pi. В пренебрежении краевыми эффектами, разумеется.
Da, no v etom sluchae otvet budet javno zaviset' ot vzaimnogo raspolozhenija kondensatorov (naprimer, ot rasstojanija mezhdu nimi).Vrjad li v uslovii zadachi eto imeetsja v vidu
Hotja stop-stop-stop, est' zhe esche 2 uslovija: summarnaja elektricheskaja sila, dejstvujuschaja na zarjad -Q_1 so storony q_1,Q_2 i -q_2 dolzhna byt' 0, otkuda q_1/A_1=(Q_2-q_2)/A_2, to zhe dlja Q_2, otkuda (q_1-Q_1)/A_1=-q_2/A_2. (A_1,A_2 - ploschadi plastin kondensatorov). T.e. pohozhe - sistema 4 uravnenij s 4 neizvestnymi?
А есть такое условие? А то ведь суммарная электрическая сила, действующая на любую из пластин обычного конденсатора, она совсем не ноль.
Konechno, ne nol', no esli plastiny ni s chem ne soedineny, to eto ne imeet znachenija. A esli podsoedinit' provodochek, to sila, dejstvujuschaja na zarjady, chto na plastine, mozhet zastavit' ih peretekat' kuda podal'she po provodochku. No! Eto tol'ko v tom sluchae, esli sila ottalkivajuschaja. A v nashem sluchae ona naoborot pritjagivajuschaja (so storony protivopolozhnoj plastiny; vtoroj kondensator voobsche ne vlijaet, ). Tak chto pravil'nyj otvet - pervyj (nichego ne izmenitsja). A dva dopolnitel'nyh uslovija ne nuzhny.
Ну вот смотри выше. Допустим, ничего не произойдет, если ты поставил этот проводок. Но если ты поставишь второй проводок (так, как ты хотел вначале) -- мгновенно что-то начнется, будет происходить уравнивание напряжений.
Но ведь первый проводок ничего не изменил, его могло бы и не быть. Почему второй проводок изменил всю систему?
Potomu chto odin iz provodkov (naprimer, vtoroj) neizbezhno prohodit cherez oblast', gde nel'zja prenebrech' kraevymi effektami (predstavlenie, chto pole mezhdu plastinami - odnorodnoe, a vne plastin nulevoe - ne sovsem vernoe, t.k. plastiny ne beskonechnye. Na samom dele, pole odnorodnoe tol'ko v samoj seredine kondensatora, a u kraev plastin eto ne tak
Логично. А если (прости за занудство) начать с того проводка -- например, второго -- который неизбежно проходит через область, где нельзя пренебречь краевыми эффектами? Тогда что-то начнет происходит сразу, или только после подсоединения того проводка, который был первым и шел точно по общей оси двух конденсаторов?
Ja dumaju, chto raznica mezhdu dvumja sluchajami kak raz v tom, chto v pervom (2 provoda) pereraspredelenie zarjadov vozmozhno s sohraneniem ravenstva zarjadov (protivopolozhnyh) na plastinah kazhdogo otdel'nogo kondensatora. Vo vtorom sluchae (1 provod) eto nevozmozhno. No narushat' ravenstvo zarjadov zaprescheno z-nom sohranenija energii: delo v tom, chto esli zarjady ravny, to pole sosredotocheno tol'ko v oblasti mezhdu plastinami, i ego energija konechna i ravna Q^2/2C. A esli ne ravny, to ono nemedlenno pojavitsja i vne plastin, t.e. zajmet beskonechnyj ob'em i ego energija stanet beskonechno bol'shoj.
(1) Вне всех четырех пластин -- не появится. Суммарный-то заряд ноль. Если между двумя внутренними что-то и перераспределится, то сумма останется прежней.
(2) На самом деле оно есть вне всех четырех пластин (упомянутые тобой краевые эффекты), но идет к нулю очень быстро на бесконечности.
No mezhdu dvumja kondensatorami - pojavitsja. A poskol'ku rasstojanie mezhdu nimi mozhno sdelat' bol'shim, to kak raz iz-za formuly U =E^2/8\pi X V narushitsja zakon sohranenija
Ну в общем, ты прав, да, извини. Нельзя в пренебрежении краевыми эффектами получить минимум. А я, разумеется, перепутала знак в буковках.
T.e. kraevye effekty kak raz rabotajut na z-n sohranenija -i v pervom sluchae sposobstvujut pereraspredeleniju, a vo vtorom prepjatstvujut emu. Kak Holmogorov kakoj-nibud', u kotorogo vchera - Kirienko, Jurgens i Gontmaher, segodnja Krymnash, no napravlenie-to vsegda odno.
Вот это мне пока непонятно.
Da, kstati! Chtoby ponjat', chto pereraspredelenija ne proishodit, rassmotrim esche raz 2 uslovija:
(q_1-Q_1)/A_1 = (Q_2-q_2)/A_2 (nulevaja raznost' potencialov vne provoda)
-q_1+q_2=-Q_1+Q_2 (sohranenie zarjada)
A teper' predstav' sebe, chto A_1 =A_2 (ploschadi pervoj i vtoroj plastin ravny)
togda imeem sistemu
q_1+q_2=Q_1+Q_2 -q_1+q_2=-Q_1`+Q_2, edinstvennoe reshenie kotoroj:
q_2=Q_2, q_1=Q_1 , t.e. v sluchae ravnyh ploschadej (prichem ne objazatel'no ravnyh emkostej) pereraspredelenija zavedomo net. No otvet javno ne dolzhen zaviset' ot vnutrennej geometrii kondensatorov, a tol'ko ot ih zarjadov i emkostej
Спасибо, Дима, убедил и согнал морок.
В задачнике Белолипецкого & Co мы находили уж опечатки, но, может быть, здесь ее и нет, просто невнятно. Тогда я сама виновата.
Задача формулируется так: "Конденсатор емкости C_1, имеющий заряд q_1, соединяют противоположно заряженными обкладками через резистор с конденсатором емкости C-2, имеющим заряд q_2. Какое количество теплоты выделяется на резисторе?"
Может быть, он имел в виду, что два резистора, просто считает существительное "резистор" неисчисляемым. Ну или как-то так.
Aaa, nu togda-to kak raz ponjatno, imeetsja v vidu imenno chto sluchaj s dvumja provodami!! Togda eto standartnaja zadacha. No vse ravno, est' vopros na zasypku dlja detej: a esli R=0? Kuda denetsja energija v etom sluchae? I, kstati, variant s 1 provodom - tozhe ochen' horoshaja zadacha i tozhe, v principe, na zasypku dlja detej ;)
>Aaa, nu togda-to kak raz ponjatno, imeetsja v vidu imenno chto >sluchaj >s dvumja provodami!!
Вот -- грамматически говоря, не догадалась бы!
>No vse ravno, est' vopros na zasypku dlja detej: a esli R=0? Kuda >denetsja energija v etom sluchae?
Я не уверена, что -- для школьников. Схемы с конденсаторами в программе (там, где они есть) намного раньше закона Фарадея и тем более электромагнитного излучения. И дети не так хорошо понимают, что такое индуктивность. И особенно концептуально трудно -- индуктивность длинного тонкого провода. Т. е. если без должного такта, они либо воспримут, как полное шарлатанство, либо заскучают от обилия новых понятий, из которых на коленке шьется контекст.
Они должны уже что-то знать, и это что-то знать много раз.
>I, kstati, variant s 1 provodom - tozhe ochen' horoshaja >zadacha i tozhe, v principe, na zasypku dlja detej ;)
А не для старых пердунов, думаешь? | |