Почему последовательное соединение

[cema2643]

Здравствуйте!

Есть задача, где между пластинами плоского конденсатора расположены 2 диэлектрика. И это задачу везде решают с помощью представления исходной системы в качестве двух последовательных соединенных конденсаторов.

Я не понимаю законность такого перехода.

1) При последовательном соединении конденсаторов общее падение напряжения складывается из падений напряжений на каждом конденсаторе.
И здесь это работает. Вопросов нет.

2) Также при последовательном соединении заряд на всех обкладках должен быть одинаковый по модулю.
Вот здесь как раз вопрос. Как показать, что нечто подобное возникает в исходной системе? Нужно разделить границу диэлектриков на две части и анализировать связанные заряды? Не совсем понимаю.

[sergey zhukov]

cema2643
Всуньте мысленно еще одну нейтральную пластину между разными диэлектриками. Очевидно, заряды на ее противоположных поверхностях будут равны по модулю (очевидно из условия ее изначальной нейтральности). И плотность поверхностного заряда на ней будет равна плотности заряда на исходных пластинах (это очевидно из однородности электрического поля в диэлектрике).

Вообще, важна лишь напряженность электрического поля в диэлектриках. Очевидно, что она одна и та же в этом бутерброде и в двух последовательных конденсаторах.

[DimaM]

cema2643 в сообщении #1614337 писал(а):

Есть задача, где между пластинами плоского конденсатора расположены 2 диэлектрика. И это задачу везде решают с помощью представления исходной системы в качестве двух последовательных соединенных конденсаторов.

На самом деле это две задачи с разным расположением диэлектриков. Одна из них сводится к последовательному соединению, вторая - к параллельному.
Хорошо бы привести картинку или описание, чтоб мы тоже поняли, о каком случае вы ведете речь.

[cema2643]

DimaM в сообщении #1614339 писал(а):

cema2643 в сообщении #1614337 писал(а):

Есть задача, где между пластинами плоского конденсатора расположены 2 диэлектрика. И это задачу везде решают с помощью представления исходной системы в качестве двух последовательных соединенных конденсаторов.

На самом деле это две задачи с разным расположением диэлектриков. Одна из них сводится к последовательному соединению, вторая - к параллельному.
Хорошо бы привести картинку или описание, чтоб мы тоже поняли, о каком случае вы ведете речь.

Вот я про такой случай говорю. С падением напряжений картинки, действительно, эквиваленты.

А вот с зарядами - не понимаю. Каким образом мы границу диэлектриков делим на две пластины, на которых одинаковые по модулю заряды?

[EUgeneUS]

cema2643 в сообщении #1614343 писал(а):

Каким образом мы границу диэлектриков делим на две пластины, на которых одинаковые по модулю заряды?

Диэлектрик в целом электрически нейтрален. При его поляризации в электрическом поле как-то там заряды распределяютя внутри, но снаружи это просто появление поверхностного заряда.
В данном случае - равномерного, одинакового по модулю, но различного по знаку на противоположных сторонах диэлектрика.

[DimaM]

cema2643 в сообщении #1614343 писал(а):

Каким образом мы границу диэлектриков делим на две пластины, на которых одинаковые по модулю заряды?

Граница диэлектриков будет эквипотенциалью (из симметрии). Значит, можно мысленно вставить туда металлическую пластину, внутри которой поле нулевое. Суммарный заряд пластины будет нуль, то есть на ее поверхностях будут противоположные заряды. Дальше можно мысленно эту пластину разрезать и разнести части, при этом поля в диэлектриках не изменятся.
Все это, естественно, в пренебрежении краевыми эффектами.

[amon]

cema2643 в сообщении #1614343 писал(а):

А вот с зарядами - не понимаю.

\begin{tikzpicture} \draw (2.3,-2)--(0,-2)--(0,0) -- (1,0); \draw (1,-1) -- (1,1); \draw (2,-1) -- (2,1); \draw (2,0) -- (3,0); \draw (3,-1) -- (3,1); \draw (4,-1) -- (4,1); \draw (4,0) -- (5,0)--(5,-2)--(2.7,-2); \draw[thick](2.4,-2.2) -- (2.4,-1.8); \draw(2.6,-2.4) -- (2.6,-1.6); \draw (4,0)node[anchor=south west] {$+Q$}; \draw (3,0)node[anchor=south west] {$-Q$}; \draw (2,0)node[anchor=south west] {$+Q$}; \draw (1,0)node[anchor=south west] {$-Q$}; \draw (6,0)node {$=$}; \draw (8.8,-2)--(7,-2)--(7,0) -- (8,0); \draw (8,-1) -- (8,1); \draw (9,-1) -- (9,1); \draw (10,-1) -- (10,1); \draw (10,0) -- (11,0)--(11,-2)--(9.2,-2); \draw[thick](8.9,-2.2) -- (8.9,-1.8); \draw(9.1,-2.4) -- (9.1,-1.6); \draw (10,0)node[anchor=south west] {$+Q$}; \draw (9,1)node[anchor=south] {$Q=0$}; \draw (8,0)node[anchor=south west] {$-Q$}; \end{tikzpicture}

[cema2643]

Спасибо за ответы. Теперь разобрался