Comments: |
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! | |