Поток вне провода

[UR4III]

zask в сообщении #698610 писал(а):

Если посчитать для простейшей цепи постоянного тока вектор Пойнтинга, то получается, что весь поток энергии, идет вне провода.

Непонятно. Чтобы поток энергии шёл вне провода, вектор эл поля должен лежать в плоскости, перпендикулярной проводу. Каким образом он там окажется, если источником поля является клемма источника тока?
Разъяснение даёт lucien

lucien в сообщении #699272 писал(а):

Это не совсем так. Если учесть эффект Холла, то между центральной частью провода и его поверхностью есть небольшая разница потенциалов, т.е. присутствует радиальное эл.поле. Это приводит к возникновению дополнительной компоненты вектора Пойтинга вдоль провода (в направлении тока).

Но тогда получается, что не вся энергия идёт вне провода.
Непонятно также, какая сила удерживает эл.поле возле провода. То, что это так доказывает коэф. укорочения длины провода связанный с видом диэлектрика его окружающего.
Кроме того, по отношению к клемме источника провод может быть расположен в пространстве произвольным образом и силовые линии поля могут распространятся от источника не только вдоль провода, но и под углом к нему.

-- 22.03.2013, 15:33 --

hvost_soroki в сообщении #699626 писал(а):

Положительный заряд это недостаток электронов в некоторой части провода, а избыток электронов в другой части провода является отрицательным зарядом. Эта разность и является причиной протекания тока в проводах. Электроны движутся из области их избытка в область их недостатка (ну а ток, естественно, течёт в противоположную сторону).
И не пробуйте за эти "электрически нейтральные" провода хвататься голыми руками.

P.S. Кажется я понял причину Вашего недоумения — "откуда в проводе возьмутся положительные заряды".
Положительные заряды изначально присутствуют в проводе в виде ионной кристаллической решётки — конкретно в виде положительных зарядов протонов в ядрах металла.

Такое объяснение с натяжкой проходит для постоянного тока. Для переменного очевидна ошибка, заключающаяся в разности на несколько порядков скоростей распространения по проводу токовой волны и скорости движения свободных электронов. Для примера - частота 1 МГц, длина волны 300 м. Т.е. на 150 м провода исключительно один недостаток электронов, а на последующих 150 м - их избыток. Каким же образом электроны успевают создать "недостаток" или "избыток" при собственной скорости в несколько сантиметров в секунду и скорости движения волны в 300000 км/сек ?

[Munin]

UR4III в сообщении #699858 писал(а):

Непонятно. Чтобы поток энергии шёл вне провода, вектор эл поля должен лежать в плоскости, перпендикулярной проводу.

Поток энергии идёт вне провода, но не вдоль, а поперёк - в провод. (Для уединённого провода, а не для коаксиала.)

[zask]

UR4III в сообщении #699858 писал(а):

Непонятно. Чтобы поток энергии шёл вне провода, вектор эл поля должен лежать в плоскости, перпендикулярной проводу. Каким образом он там окажется, если источником поля является клемма источника тока?

Вы читаете сообщения или нет? В третий раз: необходимое электрическое поле создается ПОВЕРХНОСТНЫМИ ЗАРЯДАМИ на проводниках. Чтобы увидеть это, РЕШИТЕ ЗАДАЧУ О КОАКСИАЛЕ. Поток вне провода идет ВДОЛЬ провода.

UR4III в сообщении #699858 писал(а):

Разъяснение даёт lucien

Это НЕ разъяснение: это малая поправка.

[hvost_soroki]

UR4III в сообщении #699858 писал(а):

Каким же образом электроны успевают создать "недостаток" или "избыток" при собственной скорости в несколько сантиметров в секунду и скорости движения волны в 300000 км/сек ?

Хороший вопрос, типа — "зри в корень"! Спасибо!
Аналогично можно спросить — как распространяется звук, если молекулы смещаются всего лишь на доли ... (зависит от интенсивности).

P.S. Сами-то сможете посчитать, или мне придётся?

-- 22.03.2013, 22:41 --

Munin в сообщении #699865 писал(а):

Поток энергии идёт вне провода, но не вдоль, а поперёк - в провод. (Для уединённого провода, а не для коаксиала.)

Что-то я не встречал линии из уединённого провода. За исключением телеграфных линий 19-го века, где в качестве второго провода использовалась земля.
Но я в то время ещё не жил.

[UR4III]

zask в сообщении #699974 писал(а):

В третий раз: необходимое электрическое поле создается ПОВЕРХНОСТНЫМИ ЗАРЯДАМИ на проводниках.

Т.е. поверхностные заряды создают поле, которое и вызывает их движение (ток)? Не понимаю. Что-то типа барона Мюнхаузена, сам себя за волосы...

zask в сообщении #699974 писал(а):

Поток вне провода идет ВДОЛЬ провода.

Это подтверждается опытом. Только не понятно, почему эта энергия "липнет" к проводу?
Ну, и то, что ВДОЛЬ не всеми признаётся: см. Калашникова и Минина.

[zask]

Ясно, тролль.

[UR4III]

hvost_soroki в сообщении #699977 писал(а):

Хороший вопрос, типа — "зри в корень"! Спасибо!
Аналогично можно спросить — как распространяется звук, если молекулы смещаются всего лишь на доли ... (зависит от интенсивности).

Рисуя красивые картинки, как-то забывают о причинно-следственных связях. По вашим рисункам из учебников обычно объясняют, как энергия в линиях переносится ТЕМ-волной. При этом естественно полагается, что эл. и маг. поля в линии должны возникнуть одновременно. Так ли это на самом деле?
Напомню, что ток – это движение электрически заряженных частиц в эл.поле. Источник тока правильнее было бы называть источником эл. полей. Как видим, ВНАЧАЛЕ были поля источника. Вдоль одного провода линии к нагрузке помчалась «положительная» полуволна поля, вдоль другого – «отрицательная». Первая вызывает движение электронов к источнику, вторая - от источника. И только теперь появляется маг. поле. Чтобы одновременно с ним между проводами возникло эл. поле, в одном проводе должно возникнуть движение положительных зарядов. Но их нет! И там, и там движутся «цепочки» электронов, поглощаемых одной клеммой источника и выходящих из другой.
Таким образом, представленная модель переноса энергии ТЕМ-волной не соответствует действительности. Да в ней (в волне) и нет особой надобности, так как всё прекрасно объясняется эл. полями источника. Это же объяснение справедливо и для тока в одиночном проводе (вибраторная антенна). На худой конец, если очень хочется, то электрическую составляющую ТЕМ-волны можно рассматривать как синхронное движение «положительной» и «отрицательной» полуволн источника.

[Sergey K]

Цитата:

При этом естественно полагается, что эл. и маг. поля в линии должны возникнуть одновременно. Так ли это на самом деле?

электрическое и магнитное поле - одно и тоже.

и как эти эл поля источника влияют на электроны в километрах от себя?

[hvost_soroki]

UR4III в сообщении #700030 писал(а):

При этом естественно полагается, что эл. и маг. поля в линии должны возникнуть одновременно.

Энергетики зачастую гоняют ЛЭП вхолостую для компенсации реактивной энергии. "Ты не поверишь", но ток (магнитное поле) в таких линиях опережает напряжение (электрическое поле).
В не нагруженной линии постоянного тока существует электрическое поле, а магнитного поля нет. И только после включения нагрузки появляется магнитное поле и происходит передача энергии.

UR4III в сообщении #700030 писал(а):

для тока в одиночном проводе (вибраторная антенна)

Антенна является двухполюсником, следовательно, одиночного провода, в антенном устройстве, не может быть по определению.

[UR4III]

hvost_soroki в сообщении #700038 писал(а):

Энергетики зачастую гоняют ЛЭП вхолостую для компенсации реактивной энергии. "Ты не поверишь", но ток (магнитное поле) в таких линиях опережает напряжение (электрическое поле).

"Поверишь", но что кого опережает зависит от длины линии.

hvost_soroki в сообщении #700038 писал(а):

Антенна является двухполюсником, следовательно, одиночного провода, в антенном устройстве, не может быть по определению.

Есть несколько способов запитки одиночного провода с конца. Это генератору, а не проводу нужна симметричная (чего вытекло с одной клеммы должно затечь в другую) нагрузка.

Sergey K в сообщении #700033 писал(а):

электрическое и магнитное поле - одно и тоже.

Я тоже склоняюсь к этой мысли.

Sergey K в сообщении #700033 писал(а):

и как эти эл поля источника влияют на электроны в километрах от себя?

Не понял вопрос. Поля слабеют, ток затухает.
Касательно вопроса ТС, полагаю, что носителем потенциальной энергии является эл. поле, а чтобы получить больше кинетической нужно иметь больше зарядов на стороне приёмника. Как показывает опыт антенной техники: больше не значит лучше.

[ivanhabalin]

(Оффтоп)

zask
Наверное я как всегда"не в ту степь", но всё же, материя - движение. Энергия.
Эл. ток движение электронов, внутри проводника конечно не обеспечит "энергия". Увеличение внутреннего количества движения в составляющих частицах, вроде тоже нет. Формирование другого вида материи - магнитное поле и т. д. может так срастётся?

[hvost_soroki]

zask в сообщении #699974 писал(а):

электрическое поле создается ПОВЕРХНОСТНЫМИ ЗАРЯДАМИ на проводниках.

С этим никто не спорит.

UR4III в сообщении #700269 писал(а):

hvost_soroki в сообщении #700038 писал(а):
Энергетики зачастую гоняют ЛЭП вхолостую для компенсации реактивной энергии. "Ты не поверишь", но ток (магнитное поле) в таких линиях опережает напряжение (электрическое поле).

"Поверишь", но что кого опережает зависит от длины линии.

Не поверю!
Так как сам лично менял квадранты мощности, потребляемой от ЛЭП, настраивая компенсаторы реактивной энергии. И длина линии была ни причём.

[hvost_soroki]

UR4III в сообщении #699492 писал(а):

zask в сообщении #698610 писал(а):
Если посчитать для простейшей цепи постоянного тока вектор Пойнтинга, то получается, что весь поток энергии, идет вне провода.
Извините, если немного в сторону. Привожу свой пост в этой теме -
Цитата:
Имеем источник энергии (постоянного тока) и потребителя этой энергии – активное сопротивление. Источник тока соединяем с сопротивлением двумя металлическими проводниками с произвольными длиной и конфигурацией в пространстве. Очевидно, что энергия поступает от источника к сопротивлению по проводам. Тем не менее, вектор У-П показывает направление энергии из пространства, окружающего проводник, внутрь проводника. С.Г.Калашников. Электричество. Стр. 570-571, Рис. 422.
Растолкуйте, почему вектор У-П не направлен по оси проводника и что это за таинственный источник энергии находится в пространстве?

http://live.cnews.ru/forum/index.php?ac ... 59&t=73706
1.Поясните, почему "ваш" вектор направлен вдоль провода, а "вектор" Калашникова - в провод?

Тут как раз толкуют, что энергия не "поступает" по проводам, но распространяется по диэлектрику, окружающему провода.
Я учился не по Калашникову, а по Бессонову. Бессонов утверждает, что

Цитата:

Электромагнитная энергия от места ее генерирования передается к месту потребления по диэлектрику (провода же в линиях передачи выполняют двоякую роль: они являются каналами, по которым проходит ток, и организаторами структуры поля в диэлектрике).

Для двухпроводной линии:

Цитата:

На рис. Р29.1 показано направление вектора S Пойнтинга в одной из точек плоскости, проходящей через оси проводов.

На рисунке видно, что вектор напряженности электрического поля E перпендикулярен проводам с током i, вектор напряженности магнитного поля H ему перпендикулярен, и оба лежат в одной плоскости, перпендикулярной проводам, а вектор Пойнтинга S направлен вдоль проводов. Но это рисунок для линии без потерь энергии.
Если учесть, что по проводу течет ток, то вдоль провода, согласно закону Ома, существует падение напряжения. Следовательно, в проводе существует электрическое поле, вектор напряженности которого направлен по току.
Эту тангенциальную составляющую электрического поля и рассматривает Калашников в упомянутом примере. То же самое пишет и Бессонов:

Цитата:

нетрудно убедиться в наличии потока вектора Пойнтинга через боковую поверхность провода внутрь провода, т.е. провода сами потребляют из диэлектрика энергию на покрытие тепловых потерь.
Пример 213. Определить тангенс угла, составляемого напряженностью электрического поля с нормалью к поверхности жилы в точке, принадлежащей поверхности жилы...
Решение. Нормальная составляющая напряженности электрического поля на поверхности жилы...
Тангенциальная составляющая напряженности электрического поля на поверхности жилы, по закону Ома...
Вектор напряженности электрического поля составляет с нормалью к поверхности жилы угол... , тангенс которого...

Смотри так же приведенный выше "Рис. 62".

Добавлю, что существуют потери и в диэлектрике.

[R-o-m-e-n]

hvost_soroki в сообщении #699626 писал(а):

Положительный заряд это недостаток электронов в некоторой части провода, а избыток электронов в другой части провода является отрицательным зарядом. Эта разность и является причиной протекания тока в проводах.

Ну представим их периодически. Начнем с любого избытка. И что мешает току течь в равных соотношениях течь в обе стороны?

hvost_soroki в сообщении #699626 писал(а):

Электроны движутся из области их избытка в область их недостатка (ну а ток, естественно, течёт в противоположную сторону).

Это, конечно, так. Но разве изначально ЭП создает в проводнике избыток-недостаток заряженных частиц?

[hvost_soroki]

R-o-m-e-n в сообщении #700376 писал(а):

Начнем с любого избытка. И что мешает току течь в равных соотношениях течь в обе стороны?

ЭДС генератора E, которая создаёт электрическое поле U вдоль проводов в линии.

R-o-m-e-n в сообщении #700376 писал(а):

Но разве изначально ЭП создает в проводнике избыток-недостаток заряженных частиц?

Да. Избыток электронов на одной клемме генератора, и недостаток на другой. Это работа ЭДС.