Передача электроэнергии по проводам - прояснение понятий

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1619488 писал(а):

Что есть электроэнергия?

А что есть "энергия" вы понимаете? Это более фундаментальный вопрос. Про который Фейнман хорошо писал.

По вопросу темы: ответ зависит от используемой физической модели. В электротехнике в схемах с сосредоточенными параметрами вектора Пойнтинга нет и электроэнергия передаётся между частям схемы при помощи тока в проводах и иногда при помощи магнитного поля в магнитопроводе. Поток электроэнергии в паре проводов равен напряжение между проводами умножить на ток. И в таком случае есть нюансы с понятием "поток энергии" когда проводов больше чем два или ток переменный. В классической электродинамике Максвелла есть вектор Пойнтинга. С тем нюансом, что поток энергии определён с точностью до ротора. В КТП, кажется, его опять нет, но точно не знаю.

Вектор Пойнтинга - это просто способ записи закона сохранения энергии для полей.

PS А в теплотехнике есть термин "тепловая энергия", и она передаётся по трубам с водой. Более сложные и правильные термины вроде "энтальпия" применять совсем не обязательно, когда работают более простые модели.

[LLeonid3]

Mihr в сообщении #1619497 писал(а):

Вокруг каждого заряда есть электрическое поле. И можно говорить об энергии самого этого поля, можно вычислять её.

Имеется проводящий (пусть серебряный) шарик диаметром $0.1$ метра с зарядом $0.1$ Кулон.
Вычислите, пожалуйста, энергию электрического поля шарика.

[EUgeneUS]

pppppppo_98 в сообщении #1619509 писал(а):

с вот этой коррекцией https://www.youtube.com/watch?v=MirpvMansc8

Корректировка к первому ролику тут верная. Но дополнительно автор нагородил новых нелепиц к концу ролика.

-- 24.11.2023, 12:17 --

LLeonid3 в сообщении #1619517 писал(а):

Имеется проводящий (пусть серебряный) шарик диаметром $0.1$ метра с зарядом $0.1$ Кулон.
Вычислите, пожалуйста, энергию электрического поля шарика.

У Вас какие-то проблемы с решением этой школьной задачи?

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1619488 писал(а):

Я думаю, что понятие электроэнергии можно считать в данной теме фундаментальным и неопределимым.

В физике и других естественных науках все понятия определяются только в рамках каких-то моделей, описывающих наблюдения, и, поэтому, заведомо неточных и имеющих ограниченную область применения. На уроках физики учеников учат правильному применению этих моделей и пониманию границ их применимости. Важны иллюстрации и воображение.

-- 24.11.2023, 12:23 --

мат-ламер в сообщении #1619488 писал(а):

Мы наш провод можем окружить хорошим заземлённым экраном.

Не можете: хороший заземлённый экран закоротит ваши провода, и энергия между частями схемы передаваться не будет.

[wrest]

мат-ламер в сообщении #1619506 писал(а):

Если у кого есть ссылка на чёткое определение понятия "потока энергии", прошу поделиться.

См.например
Сивухин. Общий курс физики. Том 3. Электричество. § 84. Энергия и поток энергии.

[realeugene]

мат-ламер в сообщении #1619488 писал(а):

Под движением я тут понимаю изменение параметров волновых функций электронов

не смешивайте несмешиваемые понятия из различных частей физики. Ни в электротехнике ни в электродинамике Максвелла нет волновых функций электронов (да и самих электронов почти ни для чего нет, вообще-то).

Квантовую механику без особой нужды лучше не приплетать.

[pppppppo_98]

realeugene в сообщении #1619514 писал(а):

С тем нюансом, что поток энергии определён с точностью до ротора. К КТП, кажется, его опять нет, но точно не знаю.

Ну да тензор ЭМ поля (да и любой другой) определены с точностью до определенной комбинации производной трехвалентного тензора. В отрывке книги бытия который привел выше, об этом сказано.

[Mihr]

LLeonid3 в сообщении #1619517 писал(а):

Имеется проводящий (пусть серебряный) шарик диаметром $0.1$ метра с зарядом $0.1$ Кулон.
Вычислите, пожалуйста, энергию электрического поля шарика.

Ну, вроде, получается 450 мегаджоулей. Конечно, это очень много, но и заряд для шарика таких размеров фантастически велик. Не уверен, что на шарик вообще удастся посадить такой заряд. Гораздо раньше он начнёт сыпать вокруг себя искрами, сбрасывая заряд. Или разорвётся под действием сил электрического давления, если полый внутри.

[DimaM]

Mihr в сообщении #1619530 писал(а):

Не уверен, что на шарик вообще удастся посадить такой заряд. Гораздо раньше он начнёт сыпать вокруг себя искрами, сбрасывая заряд.

И к бабке не ходи - потенциал будет примерно девять гигавольт.

[LLeonid3]

EUgeneUS в сообщении #1619519 писал(а):

У Вас какие-то проблемы с решением этой школьной задачи

Да, никак не могу подобрать формулу

Mihr в сообщении #1619530 писал(а):

заряд для шарика таких размеров фантастически велик

Если смущает фантастический заряд, уменьшим его до $0.0000000000001$ Кулона. И формулу пожалуйста

[Mihr]

LLeonid3 в сообщении #1619546 писал(а):

Да, никак не могу подобрать формулу

Формула - не вечерний костюм. Её "подбирать" бессмысленно.

LLeonid3 в сообщении #1619546 писал(а):

И формулу пожалуйста

$W=\dfrac{q^2}{2C}$,

где ёмкость шара радиуса $R$ в системе единиц СИ считается так:

$C=4\pi\varepsilon_0 R$

[мат-ламер]

Товарищи! Мне тут накидали кучу ссылок. Соображаю я медленно и туго. Спорить не люблю. Поэтому я беру тайм-аут для обдумывания и изучения информации по ссылкам. Ясности в голове у меня пока нет. Свои затруднения я пока изложу в виде байки.

Пусть у нас есть товарищ А - крутой теоретик и товарищ Б - приземлённый практик. Пусть у нас есть некий источник энергии, есть некий приёмник энергии. И мы знаем, что эта энергия как-то передаётся из источника к приёмнику. Стоит вопрос - как и с помощью чего?

Товарищ А объясняет Б это так. Смотри, у нас есть некий набор кубиков. Они выстроены в некий линейный ряд. Они все наполнены энергией. Причём количество энергии в каждом кубике остаётся постоянным. Источник энергии вкладывает энергию в первый кубик. И она дальше по конвейеру передаётся от одного кубика к другому, пока, наконец, не достигнет приёмника энергии. О том, что в этих кубиках реально есть поток энергии свидетельствует некий вектор У-П (назовём его так, не уточняя), который всюду отличен от нуля.

Товарищ Б - реальный приземлённый практик, что-то не верит товарищу А. Он смотрит в книгу и видит, что вектор У-П вообще не про поток энергии, а про энергию. А то, что он вектор, ещё не доказывает, что он имеет к потоку энергии какое-то отношение. Товарищ Б предлагает товарищу А, чтобы не обострять отношения, а давай проведём эксперимент. Вставим между кубиками перегородку, через которую, как мы точно знаем, никакие потоки энергии передаваться не будут. Ну, вставили перегородку. А энергия как шла, так и шла.

И тут товарищ А спрашивает у товарища Б, а в чём же тут дело? И Б ему отвечает. Видишь, рядом с первым набором кубиков расположен второй линейный набор кубиков. Он тоже соединяет источник энергии с её приёмником. Да, в нём энергии поменьше будет. И векторы У-П там сильно меньше. Но вот энергия передаётся именно по этим кубикам. А как доказать? А давай разделим этот ряд кубиков где-то перегородкой. Разделили. Что-то энергия переставала передаваться. Более того, и в первом наборе кубиков что-то энергия исчезла.

Товарищ А говорит Б, а мне кажется, что из первого набора кубиков во второй идёт постоянная подпитка. Решили проверить экспериментом. Разделили первый и второй набор кубиков непроницаемым для энергии экраном. А энергия всё равно передаётся. Зато в первом наборе кубиков она уже не наблюдается.

Тогда товарищ Б говорит товарищу А. Знаешь, ты сугубо прав. А я спорить не люблю. Я пошёл читать теорию. А пока мне надо, чтобы от источника к приёмнику энергия проходила лучше и испытывала меньше потерь при прохождении. Так я лучше обращу внимание именно на второй набор кубиков. Попробую сделать их толще. Может энергии будет легче по ним проходить. У меня тут сугубо практический интерес.

Ну, в общем вы меня поняли. Второй набор кубиков - это провод. Первый набор кубиков - это воздух вокруг него. Перегородка в первом эксперименте - мы провод провели через отверстие в заземлённом металлическом диске (диск с проводом напрямую не контактирует). Перегородка во втором эксперименте - мы просто разрезали провод. А в третьем эксперименте мы провод поместили в заземлённый экран.

Не хочу ни с кем спорить и ничего доказывать. Пошёл изучать теорию по ссылкам и укреплять свой провод.

[Mihr]

мат-ламер в сообщении #1619551 писал(а):

Первый набор кубиков - это воздух вокруг него.

Вроде, до сих пор о передаче энергии "по воздуху" в данной теме не говорилось.

мат-ламер в сообщении #1619551 писал(а):

Ну, в общем вы меня поняли.

Я, пожалуй, в этом смелом образе ничего не понял.

-- 24.11.2023, 13:59 --

"Воздух" - это электрическое поле?

[DimaM]

мат-ламер
Опять бессмысленная простыня

[realeugene]

По слухам, волнения в OpenIA были связаны в предполагаемым прорывом в части проведения сетками логических выводов.

-- 24.11.2023, 15:09 --

pppppppo_98 в сообщении #1619526 писал(а):

Ну да тензор ЭМ поля (да и любой другой) определены с точностью до определенной комбинации производной трехвалентного тензора.

А что при этом происходит с уравнениями Эйнштейна из ОТО, связывающими тензор энергии-импульса электромагнитного поля с кривизной пространства-времени?