2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 13:16 
Аватара пользователя


26/11/14
773
Доброго времени суток. Уважаемые, помогите понять разницу.
1. работа электростатического поля по переносу заряда между потенциалами: $A=q(\varphi_1 - \varphi_2)$
2. работа электротока при прохождении в проводнике от одного полюса источника эдс до другого, т.е. тоже между потенциалами: $A=I\Delta t (\varphi_1 - \varphi_2)=q(\varphi_1 - \varphi_2)$

В первом и втором случае работы одинаковы, но во втором случае еще тепло выделяется.
1. правильно ли я понимаю, что в первом случае вся работа поля расходуется на увеличение кинетической энергии электронов, а во втором на выделении теплоты, при ~ неизменной средней их кинетической энергии?
2. можно ли говорить, что во втором случае работает стационарное электрическое поле, а не ток?

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 13:28 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
На самом деле это абсолютно одно и то же. Только в первом случае нет никаких дополнительных неявных предположений: тут поле просто совершает работу над электроном, в результате чего кинетическая энергия электрона меняется.

Во втором же случае предполагается, что проводник не меняет свою форму/размеры/температуру и время релаксации для него заведомо меньше, чем характерное время интересующих нас процессов. В результате абсолютно та же добавочная кинетическая энергия электронов превращается в выделяемую проводником теплоту, а все промежуточные процессы "заметены под ковер" предположением об уже произошедшей релаксации.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 13:35 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10986
Stensen в сообщении #1508079 писал(а):
1. правильно ли я понимаю, что в первом случае вся работа поля расходуется на увеличение кинетической энергии электронов, а во втором на выделении теплоты, при ~ неизменной средней их кинетической энергии?

Энергия может израсходоваться на что угодно. Если электрончики не разогнались, значит, может быть, энергия рассеялась в материале в качестве тепла.

Stensen в сообщении #1508079 писал(а):
2. можно ли говорить, что во втором случае работает стационарное электрическое поле, а не ток?

А в каком смысле вообще может работать ток? Ток - течёт. А работу совершают силы. Поскольку электрическое поле - силовое, можно сказать, что оно и совершает работу.

Но вообще-то это всего лишь слова. Главное - правильное понимание.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 14:22 
Аватара пользователя


26/11/14
773
epros в сообщении #1508084 писал(а):
А в каком смысле вообще может работать ток? Ток - течёт. А работу совершают силы. Поскольку электрическое поле - силовое, можно сказать, что оно и совершает работу.
Просто задумался над выражением: "Работа электрического тока".
Спасибо, понятно

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 16:17 
Аватара пользователя


11/12/16
14039
уездный город Н
Stensen в сообщении #1508090 писал(а):
Просто задумался над выражением: "Работа электрического тока".


Работу совершают силы, на это уважаемый epros совершенно верно указал.
Но чтобы работа совершилась должно быть нечто, к чему силы приложены.
Тут уместно в очередной раз вспомнить гидродинамическую аналогию. Говорят, что на ГЭС работу совершает падающая вода (аналог электрического тока), а не гравитационное поле Земли (аналог электрического поля). Хотя, если разобраться, именно сила гравитации совершает работу над падающей водой.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 17:51 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10986
EUgeneUS в сообщении #1508105 писал(а):
Хотя, если разобраться, именно сила гравитации совершает работу над падающей водой.

Сначала гравитация совершает работу над водой, а потом падающая вода совершает работу над лопатками турбины.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 19:00 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
Ток создает магнитное поле, которым можно совершать работу.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 20:56 
Аватара пользователя


11/12/16
14039
уездный город Н
epros в сообщении #1508122 писал(а):
Сначала гравитация совершает работу над водой, а потом падающая вода совершает работу над лопатками турбины.

Так и в обратную сторону аналогия тоже работает: сначала электрическое поле совершает работу над электроном, а потом электрон отдаёт её куда-нибудь: в рентгеновский фотон при торможении на катоде, в световой фотон при прохождении барьера в светодиоде, в тепло, в механическую работу (через создание магнитного поля и работу на перемещение другого тока в нём) и т.д.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 21:16 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10986
EUgeneUS в сообщении #1508152 писал(а):
сначала электрическое поле совершает работу над электроном, а потом электрон отдаёт её куда-нибудь

Не знаю куда отдаёт энергию электрон. Возможно, она просто рассеивается в виде тепла.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение06.03.2021, 21:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/08
10910
Crna Gora
EUgeneUS в сообщении #1508152 писал(а):
сначала электрическое поле совершает работу над электроном, а потом электрон отдаёт её куда-нибудь: в рентгеновский фотон при торможении на катоде, в световой фотон при прохождении барьера в светодиоде, в тепло, в механическую работу
Или в «хаотическую» составляющую движения электронов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение07.03.2021, 10:18 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
epros в сообщении #1508153 писал(а):
Не знаю куда отдаёт энергию электрон. Возможно, она просто рассеивается в виде тепла.

Электрон отдает энергию фотонами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Работа электротока и электрополя
Сообщение07.03.2021, 10:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10986

(Оффтоп)

Emergency в сообщении #1508193 писал(а):
Электрон отдает энергию фотонами.

Не пора ли заканчивать?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 12 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group