Почему не переходит заряд с конденсатора?

[AHTOXA82]

Приветствую всех. Я новичок на форуме, так что не пинайте сильно, если что не так.

Вопрос у меня вот какой. Хорошо известно, что если соединить проводником два плоских конденсатора, то ток с одного на другой не пойдет, даже если они заряжены разным напряжением. Часто, например, в задачах можно встретить такую схему:

До тех пор, пока ключ разомкнут, конденсаторы не разряжаются. Собственно вопрос - почему?

У меня такая идея. Поскольку заряженный конденсатор всегда заряжен одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами, то поле вне конденсатора отсутствует. Значит, если мы из бесконечности будем перемещать маленький заряд до поверхности одной из пластин конденсатора, то работа, будет равна нулю. Значит напряжение между бесконечностью и точкой, вблизи поверхности пластины тоже равно нулю. Следовательно, если принять за нуль потенциал на бесконечности равным нулю, то потенциал вблизи пластины тоже равен нулю. Таким образом, соединение двух пластин разных конденсаторов ни к чему не приводит, поскольку потенциалы этих пластин и так одинаковы. Но тогда не понятно, почему если соединить обе пары пластин заряд все-таки переходит. И вообще, мои рассуждения содержат очевидное противоречие - если двигать заряд из бесконечности, то тогда получается потенциал любой из обкладок равен нулю. Но ведь мы прекрасно понимаем, что разность потенциалов между ними не равна нулю если конденсатор заряжен.

Какие идеи друзья? Почему заряд не переходит, если соединить только по одной обкладке, и переходит, если соединить обе?

[wrest]

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

До тех пор, пока ключ разомкнут, конденсаторы не разряжаются. Собственно вопрос - почему?

Потому, что ключ разомкнут, а через разомкнутый ключ ток не течёт.

[Igrickiy(senior)]

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

Следовательно, если принять за нуль потенциал на бесконечности равным нулю, то потенциал вблизи пластины тоже равен нулю. Таким образом, соединение двух пластин разных конденсаторов ни к чему не приводит, поскольку потенциалы этих пластин и так одинаковы.

Рассмотрите более внимательно распределение потенциала вне пластин заряженного конденсатора.

[LMA]

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

конденсатор всегда заряжен одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами

Не верно. Конденсатор можно зарядить и одинаковыми по знаку зарядами.

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

заряжен одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами, то поле вне конденсатора отсутствует

Даже в этом случае поле не отсутствует.

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

если соединить проводником два плоских конденсатора, то ток с одного на другой не пойдет

Пойдет, если потенциалы соединяемых обкладок не одинаковые.

[Igrickiy(senior)]

LMA в сообщении #1395900 писал(а):

Даже в этом случае поле не отсутствует

Вы не могли бы обьяснить, какое будет поле вне конденсатора в этом случае.

[AHTOXA82]

LMA в сообщении #1395900 писал(а):

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

конденсатор всегда заряжен одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами

Не верно. Конденсатор можно зарядить и одинаковыми по знаку зарядами.

Зарядить то можно, но в этом случае понятие емкости теряет смысл, поскольку она начинает зависеть от пришедшего на конденсатор заряда. Кроме того, конденсаторы стараются выполнить так, чтобы они как можно меньше влияли на окружающие проводники. Если конденсатор изначально заряжен "неправильно", то это условие тоже не выполнится. Таким образом, на мой взгляд, если зарядить конденсатор равными по знаку зарядами, то его уже нельзя в полной мере считать конденсатором.

LMA в сообщении #1395900 писал(а):

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

заряжен одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами, то поле вне конденсатора отсутствует

Даже в этом случае поле не отсутствует.

Вы имеете ввиду краевые эффекты? В контексте моих рассуждений ими можно пренебречь.

LMA в сообщении #1395900 писал(а):

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

если соединить проводником два плоских конденсатора, то ток с одного на другой не пойдет

Пойдет, если потенциалы соединяемых обкладок не одинаковые.

Давайте договоримся считать конденсатор заряженным "правильно", суть топика именно в этом. Если мы возьмем два одинаковых плоских конденсатора, заряженных до напряжений 10 В и 20 В, соединим проводом нулевой емкости только положительные обкладки, ток пойдет или нет? А почему нет?

Igrickiy(senior) в сообщении #1395873 писал(а):

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

Следовательно, если принять за нуль потенциал на бесконечности равным нулю, то потенциал вблизи пластины тоже равен нулю. Таким образом, соединение двух пластин разных конденсаторов ни к чему не приводит, поскольку потенциалы этих пластин и так одинаковы.

Рассмотрите более внимательно распределение потенциала вне пластин заряженного конденсатора.

Вы тоже имеете ввиду краевые эффекты? Ну, пускай они есть, пусть есть потенциал вне конденсатора. Почему тогда заряд-то не проходит? Если два конденсатора заряжены до разных напряжений, то логично предположить, что краевые эффекты у них будут проявляться по-разному, и потенциал на обкладках тоже будет разный. Тогда соединение проводником по одной пластине будет приводить к движению заряда, но этого почему-то не происходит. Причем это не происходит только с плоским конденсатором, со сферическим, например, я таких задач не видел.

[Munin]

AHTOXA82 в сообщении #1395948 писал(а):

Зарядить то можно, но в этом случае понятие емкости теряет смысл

Нет, оно не теряет смысл. Просто надо различать собственную и взаимную ёмкость.

[wrest]

AHTOXA82 в сообщении #1395948 писал(а):

Если мы возьмем два одинаковых плоских конденсатора, заряженных до напряжений 10 В и 20 В, соединим проводом нулевой емкости только положительные обкладки, ток пойдет или нет? А почему нет?

Немножко пойдет, но какой именно и в какую сторону сказать вот так вот нельзя.
Ну эт как две батарейки соединить плюс к плюсу (или минус к минусу или плюс к минусу), а вторые контакты оставить свободными. Какой-то очень малый ток наверное будет, очень короткое время.

[Snegovik]

AHTOXA82, Вы по моему куда-то в дебри полезли, если учесть Ваш вопрос

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

Какие идеи друзья? Почему заряд не переходит, если соединить только по одной обкладке, и переходит, если соединить обе?

То ответ очень простой и его уже дал во втором сообщении wrest. Потому что нет замкнутой цепи.

И если интересует тема, поищите еще в интернете информацию по теме "законы коммутации", правда это не точно по этой теме, но раз о конденсаторах речь, то будет интересно.

[Igrickiy(senior)]

Snegovik в сообщении #1395996 писал(а):

Потому что нет замкнутой цепи.

Два одинаковых конденсатора зарядили следующим образом: один зарядами $+Q_1 , - Q_1$, а другой зарядами $+Q_2, - Q_2$. Потом соединили одну пластину первого с любой пластиной второго. Вторые пластины у каждого оставили свободными. Будут ли перетекать заряды?

[AHTOXA82]

Snegovik в сообщении #1395996 писал(а):

AHTOXA82, Вы по моему куда-то в дебри полезли, если учесть Ваш вопрос

AHTOXA82 в сообщении #1395856 писал(а):

Какие идеи друзья? Почему заряд не переходит, если соединить только по одной обкладке, и переходит, если соединить обе?

То ответ очень простой и его уже дал во втором сообщении wrest. Потому что нет замкнутой цепи.

И если интересует тема, поищите еще в интернете информацию по теме "законы коммутации", правда это не точно по этой теме, но раз о конденсаторах речь, то будет интересно.

Я видимо не достаточно четко сформулировал вопрос. Суть в том, что мы соединяем по ОДНОЙ обкладке, две другие обкладки остаются не соединенными. Так вопрос именно в этом - почему заряд не переходит? Потому что нет замкнутости цепи - этот ответ меня не устраивает. Я могу его принять если речь идет о резисторе и источнике тока, например, но не о конденсаторах.
Возьмите два одинаковых незаряженных сферических конденсатора, состоящих из концентрических сфер радиусами $\mathbf{r}$ и $\mathbf{R}$. Зарядите один конденсатор от источника с напряжением U1, а другой от U2. Соедините только внешние сферы конденсаторов и заряд по проводнику пойдет, хотя никакой "замкнутой цепи" нет.

[LMA]

Igrickiy(senior) в сообщении #1395904 писал(а):

Вы не могли бы обьяснить, какое будет поле вне конденсатора в этом случае.

Вдали от конденсатора поле будет похоже на поле диполя:

Вблизи будет так:

Источник: A treatise on electricity and magnetism, by James Clerk Maxwell, том 1, стр. 285.

AHTOXA82 в сообщении #1395948 писал(а):

Если мы возьмем два одинаковых плоских конденсатора, заряженных до напряжений 10 В и 20 В, соединим проводом нулевой емкости только положительные обкладки, ток пойдет или нет?

Потенциалы этих обкладок будут разными или одинаковыми?

Igrickiy(senior) в сообщении #1396009 писал(а):

Два одинаковых конденсатора зарядили следующим образом: один зарядами $+Q_1 , - Q_1$, а другой зарядами $+Q_2, - Q_2$. Потом соединили одну пластину первого с любой пластиной второго. Вторые пластины у каждого оставили свободными. Будут ли перетекать заряды?

В общем случае да. Но этот ток будет маленький, т.к. емкости конденсаторов гораздо больше "взаимных емкостей между конденсаторами".
И конечно в большинстве случаев им можно пренебречь.

[wrest]

AHTOXA82 в сообщении #1396017 писал(а):

Суть в том, что мы соединяем по ОДНОЙ обкладке, две другие обкладки остаются не соединенными. Так вопрос именно в этом - почему заряд не переходит? Потому что нет замкнутости цепи - этот ответ меня не устраивает

Заряд переходит. Но ровно столько, чтобы выровнялись потенциалы соединенных обкладок. Ну иногда это могут быть и большие токи, например когда вас бьет статическое электричество - ток может неслабым. Но очень короткое время :)

AHTOXA82 в сообщении #1396017 писал(а):

Зарядите один конденсатор от источника с напряжением U1, а другой от U2. Соедините только внешние сферы конденсаторов и заряд по проводнику пойдет, хотя никакой "замкнутой цепи" нет.

Да в общем разницы нет, плоские или сферические.
Собственная емкость определяется, грубо говоря, габаритами.

[Munin]

AHTOXA82 в сообщении #1396017 писал(а):

Я видимо не достаточно четко сформулировал вопрос. Суть в том, что мы соединяем по ОДНОЙ обкладке, две другие обкладки остаются не соединенными. Так вопрос именно в этом - почему заряд не переходит?

А какой заряд, куда и почему должен переходить?

[AHTOXA82]

LMA в сообщении #1396022 писал(а):

AHTOXA82 в сообщении #1395948 писал(а):

Если мы возьмем два одинаковых плоских конденсатора, заряженных до напряжений 10 В и 20 В, соединим проводом нулевой емкости только положительные обкладки, ток пойдет или нет?

Потенциалы этих обкладок будут разными или одинаковыми?

Т.е. по-вашему процесс будет развиваться в зависимости от нашей прихоти, посчитали мы потенциал одинаковым - ток не течет, захотели чтобы он был разный - потек. Я понимаю, что потенциал зависит от выбора некого "нулевого уровня", но его же нельзя выбирать для каждого конденсатора отдельно.

LMA в сообщении #1396022 писал(а):

Igrickiy(senior) в сообщении #1396009 писал(а):

Два одинаковых конденсатора зарядили следующим образом: один зарядами $+Q_1 , - Q_1$, а другой зарядами $+Q_2, - Q_2$. Потом соединили одну пластину первого с любой пластиной второго. Вторые пластины у каждого оставили свободными. Будут ли перетекать заряды?

В общем случае да. Но этот ток будет маленький, т.к. емкости конденсаторов гораздо больше "взаимных емкостей между конденсаторами".
И конечно в большинстве случаев им можно пренебречь.

Т.е. все-таки ток не пойдет (если пренебречь взаимной емкостью)? Почему? А почему он пойдет, если соединить обе пары обкладок?

-- 28.05.2019, 22:39 --

wrest в сообщении #1396030 писал(а):

AHTOXA82 в сообщении #1396017 писал(а):

Суть в том, что мы соединяем по ОДНОЙ обкладке, две другие обкладки остаются не соединенными. Так вопрос именно в этом - почему заряд не переходит? Потому что нет замкнутости цепи - этот ответ меня не устраивает

Заряд переходит.

Ну, тогда получается, что сотни задач из разных задачников (не только школьных, но и ВУЗовских) не верны, потому как составители этих задач считают, что заряд начинает переходить только после замыкания ОБЕИХ пар обкладок.

Munin в сообщении #1396033 писал(а):

AHTOXA82 в сообщении #1396017 писал(а):

Я видимо не достаточно четко сформулировал вопрос. Суть в том, что мы соединяем по ОДНОЙ обкладке, две другие обкладки остаются не соединенными. Так вопрос именно в этом - почему заряд не переходит?

А какой заряд, куда и почему должен переходить?

Вот над этим я и задумался. Если заряд не переходит (как это принято считать), то получается что потенциалы этих обкладок равны. Но ведь это не логично, ведь конденсаторы заряжены разными зарядами, на них разные напряжения, значит и потенциалы должны быть разными. Даже если, например, левые обкладки у них одинакового потенциала, то правые точно должны быть разного, если напряжение на них разное. Но если мы теперь разъединим левые обкладки и соединим проводником только правые, то ток все равно не пойдет.