Опыт истории электромагнетизма. Практика.

[EUgeneUS]

1) Не то чтобы практически невозможно, но задача не тривиальная.
Хорошо, ток можно получить до 10 А, скажем. А расстояние между проводами уменьшим до 1 сантиметра. Это увеличит оценку в 400 раз. Но всё равно сила будет какие-то десятки миллиграмм-силы. И её наличие нужно как-то зафиксировать.

2) Снова Вы пытаетесь "решить задачу визуализациями", а это путь к ошибке. Формулы надёжнее.

$P = UI = I^2 R = \frac{U^2}{R}$
Первое равенство - закон Джоуля-Ленца, определяет тепловую мощность, которая выделяется.
Следующие равенства - применения закона Ома. В одном случае исключаем из формулы напряжение, а во втором - ток.
И получается забавно - в одном случае мощность растёт с ростом сопротивления, а во втором - падает.
Но никакого парадокса нет, просто эти формулы применимы в разных случаях.

[Amw]

EUgeneUS в сообщении #1579615 писал(а):

$P = UI = I^2 R = \frac{U^2}{R}$
Первое равенство - закон Джоуля-Ленца, определяет тепловую мощность, которая выделяется.

Вот первое равенство $P = UI$ как раз не обязательно тепловая мощность, а мощность любая. Например если это напряжение на батарейке и ток, то это мощность, отдаваемая батарейкой во внешнюю цепь и она не обязана превратиться именно в тепловую.

[electron2501]

Здравствуйте! Продолжаю попытки освоения основ классического электромагнетизма. Прочла вот какой фрагмент. Очевидно, что он имеет фундаментально важное значение и необходимо понять его как следует. У меня плохо получается это сделать. Пока пришла в голову следующая мысль. Если пропустить через соленоид ток и внутри соленоида провести прямой провод (тоже с током), то это будет эквивалентно созданию магнита. То есть, можно будет притягивать те же скрепки.

Прилагаю фото с фрагментом книги (выделен квадратными скобками). Хотелось бы получить максимально простое разъяснение от сведущих в предмете людей.

https://postimg.cc/bGDfP1hT

[EUgeneUS]

Насколько понял, Ампер таким хитрым образом укладывал выводы соленоида, а не отдельный провод.

Такая хитрая укладка никакого фундаментального значения не имеет. Ампер её делал, чтобы каким-то образом исключить влияние тока в подводящих проводах для своих измерений.
Теперь мы знаем, что это влияние (по сравнению с полем соленоида) будет невелико.
Предлагаю в этом виде опыт не делать. Возни, чтобы так согнуть проволоку - много, а толку - мало (относительно просто соленоида).

Созданию магнита будет эквивалентно просто создание соленоида с током. Вот это можно сделать. А потом вставить внутрь соленоида железный гвоздь и убедиться, что магнитное поле увеличилось.

[electron2501]

EUgeneUS в сообщении #1581224 писал(а):

Созданию магнита будет эквивалентно просто создание соленоида с током. Вот это можно сделать. А потом вставить внутрь соленоида железный гвоздь и убедиться, что магнитное поле увеличилось.

1) Сразу нужно уточнить. Соленоид (расстояние между "кольцами" есть) и катушка (расстояния нет) это разные вещи с т.з. физики? Если да, то в чём разница? Получается, что и катушка и соленоид при подключении к питанию становятся магнитом, так? В чём их различие? В силе магнитного поля, которые они создают, проводя ток?

2) А как именно убедиться в том, что при помещении гвоздя внутрь соленоида МП увеличилось? По силе отклонения магнитной стрелки компаса?

3) Не подскажете как можно качественно изготовить соленоид своими руками? У меня проволока 0,8 мм. Я обмотала её вокруг подходящей по форме банки с солью. Но получилось весьма криво и непригодно (я же правильно понимаю, нужны более-менее идеальные кольца по форме?). Проволока толще будет лучше держать форму?

[EUgeneUS]

electron2501 в сообщении #1581304 писал(а):

Соленоид (расстояние между "кольцами" есть) и катушка (расстояния нет) это разные вещи с т.з. физики? Если да, то в чём разница?

Соленоид - это однослойная цилиндрическая катушка. То есть любой соленоид - катушка (катушка индуктивности), но не любая катушка - соленоид.

electron2501 в сообщении #1581304 писал(а):

А как именно убедиться в том, что при помещении гвоздя внутрь соленоида МП увеличилось? По силе отклонения магнитной стрелки компаса?

Например так. Или по длине цепочки из стальных скрепок, которую сможет поднять электромагнит.

electron2501 в сообщении #1581304 писал(а):

Не подскажете как можно качественно изготовить соленоид своими руками? У меня проволока 0,8 мм. Я обмотала её вокруг подходящей по форме банки с солью. Но получилось весьма криво и непригодно (я же правильно понимаю, нужны более-менее идеальные кольца по форме?). Проволока толще будет лучше держать форму?

0.8 мм - нормально. А вот банка с солью, видимо, имеет сильно большой диаметр для этого опыта.
Используйте или карандаш, или фломастер. Намотайте виток к витку, так, чтобы длина соленоида (длина намотки) была 5-7 сантиметров.

electron2501 в сообщении #1581304 писал(а):

нужны более-менее идеальные кольца по форме?

Скажем так, они должны быть похоже на кольца

[GraNiNi]

electron2501, посмотрите видео, многие вопросы отпадут.
https://www.youtube.com/watch?v=T8QqfytAjJo

[EUgeneUS]

electron2501
1. Глядя на опыты в предложенном выше ролике, учитывайте, что там всё делается с помощью наглядных пособий для демонстрации в классе\аудитории. Чтобы опыты были видны с самого дальнего ряда. Многие из этих опытов можно повторить и более скромными средствами.

2. Чтение книг по истории изучения электро-магнетизма, повторение опытов по нему - всё это хорошо, просто прекрасно.
Но всё таки может быть уже пора изучить начала электротехники?
У Вас в соседней теме немало хороших вопросов возникает, дать ответы на которые невозможно без хотя бы начальных знаний по этой теме.

[electron2501]

1) Я читала начала электротехники. Но зависла когда автор стал сыпать формулами. Я решительно не смогла понять понятия дальше URI. Никак не могла уловить в чём отличие ЭДС от обычной силы тока в Амперах. Что есть Мощность в ваттах. Мне она почему-то стала казаться количеством тепла, выделяемом при движении тока по проводнику. Возможно, просто слишком много всего вывалилось на меня, я просто захлебнулась и побоялась потерять интерес, чего очень сильно не хотела, так как реально увлеклась и хочу изучить электричество и электронику на практике. И в целом интересно с точки зрения миросозерцания, так сказать. Я изначально хотела изучить как провести электричество в дом самостоятельно, и далее создать электрогенератор приватный, чтобы не зависеть от поставщиков электричества. Поэтому приобрела книгу Ванюшина "Электротехника". Там про трёхфазный генератор и прочее. Хорошая книга, вобщем-то. Там много ссылок по QR-кодам на увлекательные видео по истории и животном электричестве, например. Но потом автор допускает ошибку, которой грешат почти все авторы книг для начинающих. Они забывают, что для реально начинающих, то есть, абсолютных "нолей", которые ни "бум-бум" от слова "совсем", все эти термины и формулы это просто что-то на древнем языке и криптографией. Тут очень осторожно нужно вводить новые понятия. Я поэтому и прикипела к Фарадею и Кириченко. Там больше упор на "сначала сделай руками, потом подумай как это работает". Мне такой подход ближе, он постоянно поддерживает энтузиазм. Можно, конечно, вернуться к "Электротехнике", но хотелось бы позже. Я хочу сначала книгу Кириченко пройти. Фарадей мне вообще именно как философ и учитель жизни, так сказать, понравился. Много всего интересно, на самом деле. И тепло, и ветроэнергетика, и радио, и Х-лучи... Но нужно постепенно разбираться. Иначе за двумя зайцами погонишься, ни одного не поймаешь. Пока остановилась на том, что интереснее всего, а именно электромагнетизм и цифровая электроника. Книгу "Радио? Это просто!" рекомендуемую вами тоже приобрела у букинистов, уж больно у неё хорошая репутация, а я книжкособиратель

2) Принято относительно маркера и создания соленоида! Спасибо, ещё вернусь к этому.

3) У меня перестал работать электромагнит. То есть, катушка воздействует на стрелку магнита, но не притягивает ни стружку, ни скрепку. Это из-за того, что батарейка садиться, видимо? У меня 2 их (Варта и Дюраселл). Странно, что обе не работают как магнит, не долго ими и пользовалась, вроде. Подошли к теме короткого замыкания вновь. Почему короткое замыкание быстрее разряжает батарейку, ведь логичнее было бы если бы разряжалось быстрее когда больше элементов в схеме питается?

[EUgeneUS]

electron2501 в сообщении #1581514 писал(а):

Но зависла когда автор стал сыпать формулами. Я решительно не смогла понять понятия дальше URI.

А без математики в электротехнике - никуда. Вопрос только в том, какая математика требуется. В книгах для начинающих вполне достаточно алгебры из средних классов школы.
В очередной раз, не нужно настолько фамилярно обращаться с законами физики. Опустив знак "равно", Вы вместо закона Ома получили неведому зверушку.

Ниже несколько выкладок. Скажите Вам в них всё понятно? В частности, как из верхнего равенства получаются нижние?

$$\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} +\frac{1}{R_2}$$

$$R = \frac{1}{\frac{1}{R_1} +\frac{1}{R_2}} = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$$

-- 14.02.2023, 06:02 --

electron2501 в сообщении #1581514 писал(а):

Книгу "Радио? Это просто!" рекомендуемую вами тоже приобрела у букинистов, уж больно у неё хорошая репутация, а я книжкособиратель

Книга пришла? Можете уже начать её читать?

-- 14.02.2023, 06:04 --

electron2501 в сообщении #1581514 писал(а):

У меня перестал работать электромагнит. То есть, катушка воздействует на стрелку магнита, но не притягивает ни стружку, ни скрепку. Это из-за того, что батарейка садиться, видимо?

Если раньше скрепки и стружки притягивались, а теперь нет, то скорее всего - да, сели\садятся батарейки.
Думаю, это знак, что нужно заняться теорией.

[GraNiNi]

electron2501 в сообщении #1581514 писал(а):

Почему короткое замыкание быстрее разряжает батарейку, ведь логичнее было бы если бы разряжалось быстрее когда больше элементов в схеме питается?

При коротком замыкании через батарейку идет большой ток, который запасенный в ней "заряд" быстро расходует (разряжает).
Аналогия с водой, которую из кастрюли можно вылить за доли секунды (ток большой), а такой же объем из бутылки будет выливаться намного дольше.

[electron2501]

EUgeneUS в сообщении #1581522 писал(а):

electron2501 в сообщении #1581514 писал(а):

Но зависла когда автор стал сыпать формулами. Я решительно не смогла понять понятия дальше URI.

А без математики в электротехнике - никуда. Вопрос только в том, какая математика требуется. В книгах для начинающих вполне достаточно алгебры из средних классов школы.
В очередной раз, не нужно настолько фамилярно обращаться с законами физики. Опустив знак "равно", Вы вместо закона Ома получили неведому зверушку.

Ниже несколько выкладок. Скажите Вам в них всё понятно? В частности, как из верхнего равенства получаются нижние?

$$\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} +\frac{1}{R_2}$$

$$R = \frac{1}{\frac{1}{R_1} +\frac{1}{R_2}} = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$$

-- 14.02.2023, 06:02 --

electron2501 в сообщении #1581514 писал(а):

Книгу "Радио? Это просто!" рекомендуемую вами тоже приобрела у букинистов, уж больно у неё хорошая репутация, а я книжкособиратель

Книга пришла? Можете уже начать её читать?

-- 14.02.2023, 06:04 --

electron2501 в сообщении #1581514 писал(а):

У меня перестал работать электромагнит. То есть, катушка воздействует на стрелку магнита, но не притягивает ни стружку, ни скрепку. Это из-за того, что батарейка садиться, видимо?

Если раньше скрепки и стружки притягивались, а теперь нет, то скорее всего - да, сели\садятся батарейки.
Думаю, это знак, что нужно заняться теорией.

Про закон Ома читала и была эта часть понятной (казалось), но я всё забыла, так как тогда это было абстракцией. Книга пришла сегодня, я прочла начало. Очень живая и не шаблонная, то что нужно. Буду её изучать теперь вместо Фарадея. Вы правильно делаете, что настаиваете на изучении теории, я это поняла. Иначе я так и останусь надолго в первой половине XIX века. Историком, а не физиком

Потихоньку буду грызть основы, как появятся вопросы - сразу создам тему. А они появятся быстро и в большом количестве, естественно
Теперь есть минимальный практический опыт в виде схемы того же сумматора. На конкретных примерах будет яснее, разумеется. Пожалуй, можно попросту в той же теме про цифровую электронику и продолжить, наверное. Ведь обе книги для начинающих и всё вокруг одного. Вобщем, очередной раз спасибо за поддержку, новобранец остаётся в строю!

[wrest]

electron2501 в сообщении #1581666 писал(а):

Про закон Ома читала и была эта часть понятной (казалось), но я всё забыла, так как тогда это было абстракцией.

Закон Ома в электротехнике это что-то вроде 2-го закона Ньютона в механике (динамике). На нём почти всё стоит. Ну или теоремы Пифагора в планиметрии (геометрии). Он должен, как говорится, отскакивать от зубов.

[EUgeneUS]

electron2501 в сообщении #1581666 писал(а):

Очень живая и не шаблонная,

Это единственная книга, где сразу же проводится электро-гидродинамическая аналогия, то есть аналогия между цепями электрического тока и водопроводом.
На первых порах эта аналогия должна помочь. Но нужно понимать (держать в голове), что как всякая аналогия, она имеет ограниченное применение.

electron2501 в сообщении #1581666 писал(а):

Буду её изучать теперь вместо Фарадея.

Книгу про Фарадея не отговариваю читать. Но её нужно читать именно как книгу об истории науки (что само по себе интересно и полезно), а не как учебник по электротехнике.

electron2501 в сообщении #1581666 писал(а):

Пожалуй, можно попросту в той же теме про цифровую электронику и продолжить, наверное

Лучше создать новую. Так принято на форуме, чтобы разные вопросы были в разных темах.

Вы не ответили на мой вопрос выше - Вам понятно, как из первого (верхнего) равенства получены второе и третье (внизу)?
Если не понятно - не стесняйтесь сказать. Проблемы с математикой нужно закрывать.

[electron2501]

Да, пожалуй, лучше отдельную тему создать. Возможно, она кому-то даже пригодиться когда-то, таким же будущим новичкам, например.
По содержанию закона Ома и дальнейшего лучше по мере изучения книги поговорить, так как сейчас я всё забыла. Всё внимание на макетке да магнитах с проволоками сосредоточилось и теория (не подкреплённая практикой) выветрилась Нужно заново начинать.