Явления при стекании тока в землю

[vek88]

Впрочем, оставим эмоции - будем ближе к телу.

Итак, мы хотим понять светятся лампы ДС в принципе или нет? И если светятся, то почему?

Пока мы знаем только, что в вакууме под ЛЭП постоянного тока лампы не светятся - во всяком случае никто не возразил на это.

Было предложено два механизма: утечка тока с проводов (на другие провода и на землю) и емкостная связь. По первому механизму пока не удалось получить убедительных доводов в пользу свечения. Попробуем разобраться со вторым.

Для начала упростим задачу - примем предположение сферической лошади в вакууме, т.е. будем считать, что всего один провод ЛЭП (другой - земля). Во всяком случае это не повлияет на порядок величины оцениваемых параметров. Для оценки: напряжение - 1 млн. в переменного тока, расстояние провода от земли 10 м, радиус провода 1 см (на расщепление не заморачиваемся). Тогда по элементарным формулам электростатики напряженность поля у земли порядка 20 кВ/м (считал в уме - проверяйте пжст).

Это, в принципе, более чем достаточно для поджига лампы ... но - вспоминаем пример лампы в вакууме, там одной напряженности не достаточно. Поскольку пока током утечки через воздух пренебрегаем, остается надеятся на емкость (металлического конца лампы, который находится сверху). Примем в качестве оценки его емкости несколько пикофарад (для справки - шар радиуса 1 см имеет емкость 1 см, а 1 см емкости - это примерно 1 пикофарада, не помню 1,1 или 0,9).

Вопрос - достаточно ли такой емкости для свечения лампы в переменном (50 Гц) поле 20 кВ/м?

Что думает общественность?

[vek88]

Так, так - общественность, похоже, выжидает, когда я ляпну какую-нибудь глупость. А уж тогда все начнут высказываться.

Ладно, буду рисковать дальше. Итак, найдем ток в нашей лампе по формуле

$$I = 2 \pi E L f C,$$

где $E$ - напряженнось, $L$ - длина лампы, $f$ - частота, $C$ - емкость кончика лампы. Для лампы длиной 1,2 м (см. post419708.html#p419708) получим $I \approx 10$ мка.

Само по себе это мало, но - давайте найдем мощность

$$W = E L I,$$

т.е. $W \approx 0,2$ вт.

ИМХО этого достаточно, чтобы лампа стала хотя бы слегка мерцать. Тем более, что розжиг лампы в таком сильном поле, похоже, происходит без проблем (и без дросселя). Рабоче-крестьянская оценка - лампа должна излучать около 1% номинальной мощности (мощность этой лампы, кажется, 40 вт).

Что может сказать общественность по этому поводу?

ЗЫ. Кстати емкость можно увеличить на порядок, просто взявшись рукой за верх лампы. Тогда лампа будет уже неплохо светиться?

[Ponchik]

Уважаемый vek88,
Вы рассматриваете вопрос слишком обще,
т.е. вот есть некий участок цепи, с такими-то параметрами.
Но упускаете из виду характер проводимости данного участка цепи. Ведь это не проводник, не изолятор, не полупроводник, и не электролит. Это газ, причём в лампе (люминесцентной) разреженный, и содержащий (или не содержащий, в зависимости от температуры) пары ртути. Газовый промежуток не подчиняется, в частности, закону Ома, имеет и другие электротехнические отличия. Недаром протекание тока в газе называют разрядом.
В первую очередь надо разобраться какой разряд Вы хотите рассматривать -- электродный или безэлектродный.
Вы рассматриваете электродный разряд. Для этого разряда однозначно надо иметь замкнутую цепь, включающую источник ЭДС, нагрузку (собственно лампу), содинительные провода, последовательные и параллельные сопротивления (в случае переменного тока -- активные, и реактивные). Другими словами, сотворить схему замещения. А уж затем её рассчитывать. Но, предупреждаю, расчётная схема будет далека от реальной, поскольку Вы не сможете учесть всех параметров, реально влияющих на процесс. Поэтому в таких случаях предварительно ставят натурный эксперимент, сравнивают его с теоретической расчётной схемой и выводят эмпирические поправки (коэффициенты) к используемым формулам. То есть не от формулы идут, а от эксперимента.
Но я (как эксперт, т.е. специалист) заранее могу сказать, что в люминесцентной лампе, реально не подключенной к источнику питания, электродного разряда не будет!
Имеет смысл рассматривать безэлектродный разряд, т.е. газовый разряд в переменном электромагнитном поле. Но здесь надо рассматривать три случая -- разряд в электрическом поле (в конденсаторе), или в магнитном поле (в катушке), или в том и другом одновременно. Т.е. под ВЛ надо учитывать ещё и величину тока в линии, поскольку от этого будет зависеть магнитная составляющая поля.
Короче,
вопрос (с точки зрения теории) весьма сложный. Проще подойти (когда снег растает) к конкретной ВЛ с лампой и проверить на практике -- будет гореть или нет (в данный момент, и под данной линией), воткнутая в грунт (сухой, влажный, снег, лёд) или в руках (на каком расстоянии), и т.д. Можно померить и параметры.

(Оффтоп)

А какой это, вообще-то, имеет реальный практический смысл?
Так, языком потрепаться.

Вашей жене -- поздравления!

[neugierig]

Рискну спросить (с позиции новичка на форуме): почему лампы под ЛЭП в вакууме (хотя вакуум тут - недостаточно полное описание системы) не светятся? Полагаю, на практике это никто не проверял? Теория даёт в вакууме отсутствие возможно ионизируемых частиц воздуха, но не отменяет не сбрасываемый со счетов градиент напряжённости э/м поля...

[Ponchik]

neugierig
Вопрос Ваш (почему лампы под ЛЭП в вакууме не светятся?) некорректен.
Вопрос Ваш подразумевает доказанным фактом, что лампы не светятся, осталось лишь узнать – почему. На самом деле тут никто не утверждал подобного.
Безэлектродный разряд в некоторой газонаполненой среде в окружении вакуума вполне возможен. Наглядным свидетельством этого являются полярные сияния.

[vek88]

Ponchik в сообщении #420714 писал(а):

Вашей жене -- поздравления!

Спасибо, Ponchik. Вашей жене тоже пережайте мои поздравления.

Ponchik в сообщении #420749 писал(а):

Вопрос Ваш (почему лампы под ЛЭП в вакууме не светятся?) некорректен.
Вопрос Ваш подразумевает доказанным фактом, что лампы не светятся, осталось лишь узнать – почему. На самом деле тут никто не утверждал подобного.

Это как это, как это? Я утверждал это для ЛЭП постоянного тока в вакууме. Да, в вакууме лампы под ЛЭП не светятся.

Ponchik в сообщении #420714 писал(а):

Вы рассматриваете электродный разряд. Для этого разряда однозначно надо иметь замкнутую цепь, включающую источник ЭДС, нагрузку (собственно лампу), содинительные провода, последовательные и параллельные сопротивления (в случае переменного тока -- активные, и реактивные).

Ponchik в сообщении #420714 писал(а):

Но я (как эксперт, т.е. специалист) заранее могу сказать, что в люминесцентной лампе, реально не подключенной к источнику питания, электродного разряда не будет!

Дык она у нас подключена. Короче, есть провод ЛЭП и земля. Между ними Ваш любимый делитель напряжения из двух емкостей. А нижняя емкость шунтируется лампой. Вот Вам и замкнутая цепь.

Теперь смотрим, что будет в этой цепи в случае ЛЭП постоянного тока в вакууме (снова сферическая лошадь в вакууме). Мощное электростатичекое поле вызовет ток в лампе - он пойдет ... и зарядит нижнюю емкость до такого потенциала, что ... ток прекратится. И все - лампа больше не горит.

Так что будет только миг - ослепительный миг, как поется в песне.

Всем все понятно?

[neugierig]

vek88 в сообщении #420589 писал(а):

Впрочем, оставим эмоции - будем ближе к телу.

Итак, мы хотим понять светятся лампы ДС в принципе или нет? И если светятся, то почему?

Пока мы знаем только, что в вакууме под ЛЭП постоянного тока лампы не светятся - во всяком случае никто не возразил на это.
...

Это ли не утверждение? Я и спросил, кто и как обосновал его?

[vek88]

Ponchik в сообщении #420714 писал(а):

Поэтому в таких случаях предварительно ставят натурный эксперимент, сравнивают его с теоретической расчётной схемой и выводят эмпирические поправки (коэффициенты) к используемым формулам. То есть не от формулы идут, а от эксперимента.

Ponchik в сообщении #420714 писал(а):

Проще подойти (когда снег растает) к конкретной ВЛ с лампой и проверить на практике -- будет гореть или нет (в данный момент, и под данной линией), воткнутая в грунт (сухой, влажный, снег, лёд) или в руках (на каком расстоянии), и т.д. Можно померить и параметры.

А вот это меня не устраивает - предпочитаю сначала докопаться до сути. Именно меня она заинтересовала, а не конкретный ответ да/нет. Ведь может оказаться, что под моей ЛЭП гореть не будет, а под миллионником будет.

Ponchik в сообщении #420714 писал(а):

А какой это, вообще-то, имеет реальный практический смысл?
Так, языком потрепаться.

Дык знаете, иногда просто интересно. Вообще то я не берусь за подобные задачи, понимая, что при всей кажущейся простоте они могут отнять много времени. Но иногда становится интересно - а взявшись за решение я уже не отступаю.

Да и может кому-нибудь из молодых участников будет полезна эта "игрушечная" НИР?

Да и мало ли открытий чудных произошло поначалу без всякого практического смысла, а из чистой любознательности.

-- Вт мар 08, 2011 18:33:16 --

neugierig в сообщении #420779 писал(а):

vek88 в сообщении #420589 писал(а):

Впрочем, оставим эмоции - будем ближе к телу.

Итак, мы хотим понять светятся лампы ДС в принципе или нет? И если светятся, то почему?

Пока мы знаем только, что в вакууме под ЛЭП постоянного тока лампы не светятся - во всяком случае никто не возразил на это.
...

Это ли не утверждение? Я и спросил, кто и как обосновал его?

См. post420775.html#p420775

-- Вт мар 08, 2011 18:41:04 --

Ponchik в сообщении #420714 писал(а):

или в магнитном поле

А вот это интересная возможность. Конкретно, если кольцевую неонку (из рекламы) поставить так, чтоб диаметр кольца был направлен вдоль ЛЭП, то будет ли она светится при подходящем угле наклона относительно горизонтальной плоскости?

[neugierig]

vek88 в сообщении #420775 писал(а):

...Дык она у нас подключена. Короче, есть провод ЛЭП и земля. Между ними Ваш любимый делитель напряжения из двух емкостей. А нижняя емкость шунтируется лампой. Вот Вам и замкнутая цепь.

Теперь смотрим, что будет в этой цепи в случае ЛЭП постоянного тока в вакууме (снова сферическая лошадь в вакууме). Мощное электростатичекое поле вызовет ток в лампе - он пойдет ... и зарядит нижнюю емкость до такого потенциала, что ... ток прекратится. И все - лампа больше не горит.

Так что будет только миг - ослепительный миг, как поется в песне.

Всем все понятно?

Не понятно...
Если для тока есть изначально возможность протекать, и если есть этот самый миг, когда лампа светится... Значит, потребляет и переизлучает энергию... Что в дальнейшем мешает току идти и лампе светиться? При чём тут вакуум?

[vek88]

neugierig в сообщении #420812 писал(а):

Не понятно...
Если для тока есть изначально возможность протекать, и если есть этот самый миг, когда лампа светится... Значит, потребляет и переизлучает энергию... Что в дальнейшем мешает току идти и лампе светиться? При чём тут вакуум?

Забудьте про вакуум. Есть источник постоянного тока 1000 в - к нему последовательно подключили конденсатор (совсем без утечки) и лампу (для простоты пусть обычная лампа накаливания). Что произойдет в момент подключения?

Через лампу пойдет ток - конденсатор зарядится до 1000 вольт - и ток прекратится - лампа мигнув потухнет.

Так понятно?

Другими словами, постоянный ток не идет через идеальный конденсатор (и через вакуум).

Теперь ясно, что вакуум для того, чтоб конденсатор был без утечки?

[neugierig]

Процесс протекания постоянного тока в идеальном конденсаторе в рамках школьного курса физики ни для кого не секрет... Но: ЛДС тем не менее НА ПРАКТИКЕ могут светиться, не будучи гальванически подключены к источнику тока. Этот феномен был неоднократно проверен на практике. Тем не менее, интересует обоснование следующего утверждения:

vek88 в сообщении #420589 писал(а):

Впрочем, оставим эмоции - будем ближе к телу.

...Пока мы знаем только, что в вакууме под ЛЭП постоянного тока лампы не светятся - во всяком случае никто не возразил на это.

...

Откуда эта уверенность?

[vek88]

neugierig в сообщении #420853 писал(а):

Откуда эта уверенность?

А Вы прочитали мое сообщение post420840.html#p420840? Вы обратили внимание на то, что рассматривается постоянный ток? И если уж Вы знаете из школы, что постоянный ток не идет через конденсатор, то Вы, видимо, знаете, что постоянный ток не идет и через вакуум. А значит к лампе в вакууме не подводится постоянный ток извне. Следовательно, постоянный ток не может идти через лампу.

neugierig в сообщении #420853 писал(а):

Но: ЛДС тем не менее НА ПРАКТИКЕ могут светиться, не будучи гальванически подключены к источнику тока. Этот феномен был неоднократно проверен на практике.

Вот Вам конкретный пример этого феномена - у меня в руках неоновая лампа - я подношу ее к фазе в моем доме - она светится. Или вношу ее в поле антенны радиопередатчика - она тоже светится. Без всякого контакта. Но это - переменный ток.

neugierig в сообщении #420853 писал(а):

Этот феномен был неоднократно проверен на практике.

А это утверждение не слишком убедительно. Пжст приведите убедительные ссылки на бесконтактное свечение неонки в постоянном электростатическом поле, если уж Вы так верите в этот феномен. Или дайте убедительное объяснение этому феномену.

Подсказка. Побробуйте найти подходящий режим работы лампы ДС на участке отрицательного наклона вольтамперной характеристики.

[Ponchik]

vek88 в сообщении #420775 писал(а):

Это как это, как это? Я утверждал это для ЛЭП постоянного тока в вакууме. Да, в вакууме лампы под ЛЭП не светятся.

А где Вы видели вакуум, а в вакууме люминесцентные лампы пол ЛЭП? Фэнтези?

Цитата:

Дык она у нас подключена. Короче, есть провод ЛЭП и земля. Между ними Ваш любимый делитель напряжения из двух емкостей. А нижняя емкость шунтируется лампой. Вот Вам и замкнутая цепь.

Смешно!
Если не смешно, то патентуйте.
Впрочем, сейчас патентуют и более смешные вещи. Увы!
Чтобы Вам была понятнее смехотворность Вашей идеи, приведу аналог.
Троллейбус или трамвай. Нахрен нам касание троллей — лишние заморочки. Хватит и ёмкостной связи в “несколько пикофарад”.

Цитата:

Так что будет только миг - ослепительный миг, как поется в песне.

Как технически организовать это прекрасное мгновение? Мгновенно внести лампу в поле? Или мгновенно создать это поле?
Ведь Вы же кандидат или доктор каких-то там наук (вроде даже академик), должны знать, что мгновенных процессов в природе нет. (Ладно, спишем это на праздник и его последствия).

Цитата:

Ведь может оказаться, что под моей ЛЭП гореть не будет, а под миллионником будет.

Золотые слова. Про это я и говорил.

Цитата:

Дык знаете, иногда просто интересно. Вообще то я не берусь за подобные задачи, понимая, что при всей кажущейся простоте они могут отнять много времени. Но иногда становится интересно - а взявшись за решение я уже не отступаю.
Да и может кому-нибудь из молодых участников будет полезна эта "игрушечная" НИР?
Да и мало ли открытий чудных произошло поначалу без всякого практического смысла, а из чистой любознательности.

Возможно. Для какой-нибудь диссертации, но не для науки и практики. Здесь ("разряды в газах") уже всё перерыто и открыто. За триста лет тысячи пытливых умов этим занимались. (И миллионы менее талантливых)! Теория давно закончена, можно откликаться только на практические запросы.
Впрочем, дерзайте!

-- Ср мар 09, 2011 00:41:17 --

neugierig в сообщении #420853 писал(а):

Но: ЛДС тем не менее НА ПРАКТИКЕ могут светиться, не будучи гальванически подключены к источнику тока. Этот феномен был неоднократно проверен на практике.

Это явление безэлектродного разряда.
Это явление возможно только в переменных полях, в ионизированных газах.
Классическое явление этого типа -- полярные сияния во время магнитных бурь, когда магнитное поле Земли испытывает возмущения, т.е. на постоянное поле накладывается переменное.
Ну, или в постоянное поле влетают ионы (или другие высокоэнергетичные частицы), и там тормозятся, и рекомбинируют (или ионизируют). Вообще-то свечение возникает за счёт перехода электронов с более высокой (энергетически) на более низкую орбиту. При этом излучается фотон.
Но это выходит за рамки темы. К тому же, боюсь привлечь внимание заслуженных и активных участников к этой теме -- заклюют и запинают. (Потребуют в обоснование квантово-механических формул с выводом длины волны иона водорода. А мне это нафиг не надо)!

[vek88]

Ponchik в сообщении #420874 писал(а):

Возможно. Для какой-нибудь диссертации, но не для науки и практики. Здесь ("разряды в газах") уже всё перерыто и открыто. За триста лет тысячи пытливых умов этим занимались. (И миллионы менее талантливых)! Теория давно закончена, можно откликаться только на практические запросы.

Миленький, Вы что? Какие диссертации, какая наука и практика? Этот форум ни для того, ни для другого, ни для третьего. Здесь 50 на 50 тусовка и популярные общеобразовательные обсуждения.

И зачем, позвольте спросить, Вы сами то торчите здесь на форуме? Какая от этого практическая или научная польза?

И Вы опять пытаетесь меня учить то закону Ома, то езде троллейбусов - это уж совсем несерьезно. А чем Вам не понравилась ЛЭП в вакууме - Вы что, действительно не поняли к чему этот пример?

Короче, если не интересно, то не надо участвовать в теме. А если интересно, то говорите пжст по делу. А если знаете что полезное и интересное, то милости просим - расскажите нам.

Ponchik в сообщении #420874 писал(а):

Как технически организовать это прекрасное мгновение? Мгновенно внести лампу в поле? Или мгновенно создать это поле?
Ведь Вы же кандидат или доктор каких-то там наук (вроде даже академик), должны знать, что мгновенных процессов в природе нет. (Ладно, спишем это на праздник и его последствия).

А для этого существуют выключатели. В том числе, ЛЭП можно выключать и включать.

[Ponchik]

vek88 в сообщении #420910 писал(а):

Короче, если не интересно, то не надо участвовать в теме. А если интересно, то говорите пжст по делу. И не Вам уж тут ехидничать - Ваше понимание электротехники и соответствующих разделов физики мы уже знаем - см. post368027.html#p368027.

Я обиделся!
И надулся в углу!