Передача электроэнергии по проводам - прояснение понятий

[мат-ламер]

DimaM в сообщении #1619555 писал(а):

мат-ламер
Опять бессмысленная простыня

Так, а кто спорит? Я думаю, что у всякого, кто хочет в чём-то разобраться, в начале в голове бессмысленная простыня. Я думаю, что это нормально. А если бы я в этом уже разбирался, то зачем мне тему создавать?
Вот я вижу, что мне хотят помочь аргументировано. А не просто охаять.

wrest в сообщении #1619524 писал(а):

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

wrest . Сильно надеюсь на вашу помощь насчёт примера из Сивухина. Я имею в виду пример 2, в котором постоянный ток течёт по цилиндрическому проводу. Я так понимаю, что внутри этого провода существует постоянное электрическое поле. Причём оно одинаково в любой точке провода. Если мы возьмём интеграл от напряжённости этого поля вдоль провода, мы получим разность потенциалов на его концах. Это поле приводит к направленному движению электронов по всему проводу. Оно примерно одинаковое в любой точке провода - провод у нас разогревается равномерно. Движение электронов создаёт магнитное поле вокруг провода. Вокруг провода также есть электрическое поле, созданное источником энергии. Оно примерно то же, что и в проводе. Это поле имеет вектор Пойнтинга, направленный ровно внутрь провода. Утверждается, что идёт поток энергии из пространства вне провода вовнутрь провода.

И тут у меня вопрос. А в пространстве вне провода, откуда берётся энергия, если она всё время идёт от снаружи вовнутрь строго перпендикулярно? Если вектор Пойнтинга направлен сугубо перпендикулярно проводу, то как может энергия распространяться снаружи провода вдоль него?

Вопрос второй. У Сивухина говорится, что энергия, идущая извне, идёт сугубо на нагревание проводов? Но ведь приёмник энергии (например, лампочка) ведь тоже потребляет энергию.

Вопрос третий. Если идёт поток энергии снаружи вовнутрь, это как-то можно доказать экспериментально? Меня тут смущает, что выделение энергии внутри провода идёт равномерно по всему объёму.

Вопрос четвёртый. А Что будет, если у нас вообще не будет окружающего провод пространства с полем. Допустим, в очень большом куске заземлённого металла прорезали длинную прямую узкое отверстие. И проложили в нём провод (с тонким слоем изоляции). Так у нас энергия будет распространяться сугубо по этому тонкому слою изоляции?

В чём тут я накосячил? Если кто-то кроме wrest захочет помочь мне, выслушаю с удовольствием.

-- Пт ноя 24, 2023 16:47:40 --

Вопрос пятый. Проведём мысленный эксперимент. Вдоль нашего провода (вне его) расставим источники постоянных электрических и магнитных полей. Это хоть как-то повлияет на процесс передачи электроэнергии? На разогрев провода?

-- Пт ноя 24, 2023 16:51:35 --

Тут ещё темку интересную обнаружил. И со ссылками. Буду изучать. Особенно интересно мнение Мандельштамма. Из последнего поста оттуда:

sergey zhukov в сообщении #1608720 писал(а):

Самое странное тут, это то, что, по крайней мере в случае постоянного тока, мы совершенно не заботимся о том, где и как у нас проложены провода, что вокруг них. А заботимся мы в первую очередь о хорошей электропроводности той части, по которой, значит, энергия не течет (ну и об изоляции, разумеется). Можем эти провода запихивать в трубы, окутывать в многослойные экраны, пускать под водой, заливать в бетон, пускать вместе или раздельно и т.д. Если энергия переносится ЭМ-полем, которое располагается вне проводов, то это выглядит как-то странно.

[LLeonid3]

Mihr в сообщении #1619548 писал(а):

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

Эта формула энергии заряженного конденсатора и и относится к потенциальной энергии зарядов разнесённых в пространстве, но не к энергии электрического поля

[EUgeneUS]

LLeonid3
Зачем Вы повторили неверное утверждение три раза?

[LLeonid3]

EUgeneUS
У меня кнопка задребезжала, сменю

[Mihr]

LLeonid3, откройте, пожалуйста, учебник физики. Найдите тему "Энергия уединённого заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора" и внимательно прочитайте. Если вопросы останутся, возвращайтесь с ними. Но сначала всё же прочитайте в учебнике. Может, и вопросов не останется.

[wrest]

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

wrest . Сильно надеюсь на вашу помощь насчёт примера из Сивухина.

Э... я опасаюсь, что благородные доны зарубят меня острозаточенными клинками, т.к. я тему вектора Пойнтинга понимаю не очень хорошо, не смотря на профильное образование радиоинженера. Так что -- чем могу, но 100% гарантии не даю.

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

Если вектор Пойнтинга направлен сугубо перпендикулярно проводу, то как может энергия распространяться снаружи провода вдоль него?

Ну я не вижу тут противоречия. В поперечных волнах в среде, например (типа в струне), среда колеблется поперёк направления волны, вдоль которой идёт энергия. Но замечу что мы тут говорим, в этом примере 2 из Сивухина, за постоянный ток и цилиндрическую форму провода.

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

Вопрос второй. У Сивухина говорится, что энергия, идущая извне, идёт сугубо на нагревание проводов? Но ведь приёмник энергии (например, лампочка) ведь тоже потребляет энергию.

Тут речь, по сути, о законе Ома. В законе Ома вас же не смущает, что мы можем взять участок цепи (кусок провода), на котором падает напряжение ну скажем 1 вольт (это как раз интеграл напряженности электрического поля вдоль этого куска провода), и если там протекает ток в 1 ампер, то этот участок потребляет 1 ватт, который и идёт на нагрев. Но тот же 1 ампер идет дальше, например в лампочку, и нагревает спираль в ней.

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

Вопрос четвёртый. А Что будет, если у нас вообще не будет окружающего провод пространства с полем. Допустим, в очень большом куске заземлённого металла прорезали длинную прямую узкое отверстие.

Вот всё поле и соберется в этом узком отверстии, со временем, когда режим устоится.

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

Вопрос пятый. Проведём мысленный эксперимент. Вдоль нашего провода (вне его) расставим источники постоянных электрических и магнитных полей. Это хоть как-то повлияет на процесс передачи электроэнергии? На разогрев провода?

На постоянном токе в устоявшемся режиме - нет, не повлияет, если свойства провода (элекропроводность) не зависят от сторонних полей. Но могут и зависеть -- так устроены например полупроводниковые приборы, те же полевые транзисторы.

[мат-ламер]

wrest в сообщении #1619605 писал(а):

например в лампочку, и нагревает спираль в ней.

Пока туплю с внешней нагрузкой. Сивухин рассматривает пример, в котором нагревается сугубо проводник. А пусть у нас проводник почти не нагревается, а вся энергия расходуется на нагрузке. По Сивухину получается, что у нас идёт постоянная подпитка энергии в провод извне. Но в проводе она не расходуется. Значит идёт постоянный возрастающий поток энергии в самом проводе вдоль него. Вначале он нулевой. А в конце провода его поток равен мощности, потребляемой нагрузкой. Если поток энергии связан с вектором Пойнтинга, то получаем, что внутри проводника вектор Пойнтинга направлен вдоль него. Но там электрическое поле направленно вдоль него. И куда тогда внутри проводника должно быть направлено магнитное поле, чтобы образовать нужный нам вектор Пойнтинга? И вообще, есть ли внутри проводника магнитное поле ? Что-то туплю сильно

[EUgeneUS]

мат-ламер

Вы ролики посмотрели, которые Вам рекомендовали?

[мат-ламер]

EUgeneUS в сообщении #1619611 писал(а):

Вы ролики посмотрели, которые Вам рекомендовали?

Пока не успел. Не торопите. Пока Сивухина читал. Ролики обязательно посмотрю.

Тут где-то намекали, что процесс познание небыстрый.

[wrest]

мат-ламер в сообщении #1619610 писал(а):

А пусть у нас проводник почти не нагревается

Ну так тогда и напряженность электрического поля там будет "почти" ноль. $U=IR$ и если $R<<1$ то и $P=I^2R$ будет очень мала. Собсно в хозбыте так и есть: чтобы запитать утюг, берут прилично толстый провод с $R<<1$ который почти не греется сам, но спираль в утюге греется как надо. Почти все 220 вольт из розетки "упадут" на спирали утюга, а на проводе чуть-чуть.

мат-ламер в сообщении #1619610 писал(а):

По Сивухину получается, что у нас идёт постоянная подпитка энергии в провод извне.

Которая расходуется только на его нагрев. Та энегрия которая греет спираль в лампе, втекает в спираль в лампе из окружающего спираль пространства.

[EUgeneUS]

мат-ламер в сообщении #1619613 писал(а):

Тут где-то намекали, что процесс познание небыстрый.

Ага. Процесс познания небыстрый, но такое ощущение, что Вы его ещё больше замедляете.

[мат-ламер]

wrest в сообщении #1619617 писал(а):

Та энегрия которая греет спираль в лампе, втекает в спираль в лампе из окружающего спираль пространства.

Допустим. А провод, наверное, тоже для чего-то нужен? Наверное, не только для его нагрева

[pppppppo_98]

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

Он смотрит в книгу и видит, что вектор У-П вообще не про поток энергии, а про энергию.

тавтологическое путешествие в трех соснах

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

ставим 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.

что за перегородка такая ...Должно быть из анатаниума сделанная

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

Ну, в общем вы меня поняли.

в общем понял уважаемый, ты сам что написал

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

У меня тут сугубо практический интерес.

какой... передача энергии по волноводам... или опыты тесла (кхе-кхе)...Я пока наблюдал у вас прктицкий интерес только к тавтологиям, и усложнение понятий 7 класса

Mihr в сообщении #1619552 писал(а):

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

а он считает тут всех телепатами

realeugene в сообщении #1619572 писал(а):

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

ОТО - отдельная песня...И начинать нужно с того что в ней вообще нет понятие энергии - за отчутствием временной трасляции. На этом надобно и закончить , этот разговор

[мат-ламер]

Я ничего не утверждаю. Если кто-то хочет доказать мне, что я сильно туплю, при этом мне не помогая, то для начала посмотрите всё-таки тему . Разберитесь, о чём там цитаты Мандельштама. А потом уже пишите сюда.

[pppppppo_98]

LLeonid3 в сообщении #1619591 писал(а):

Эта формула энергии заряженного конденсатора и и относится к потенциальной энергии зарядов разнесённых в пространстве, но не к энергии электрического поля

Хозяин барин - никто вам не мешает взять интеграл по плотности энергии электростатического поля (формулу найдете) - по моему в 7 томе книги Бытия Лифшиц так и делает...Только вот не зря говорят что конденсатор хранит энергию в электрическом поле.

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

Вопрос пятый. Проведём мысленный эксперимент. Вдоль нашего провода (вне его) расставим источники постоянных электрических и магнитных полей. Это хоть как-то повлияет на процесс передачи электроэнергии? На разогрев провода?

это как? Поле становись - раз, два... Или по щучьему велению... А если не по-щучьему велению, стало быть нужно кучу конденсаторов раскидать и индуктивностей,все это тут же начнет влиять друг на друга ,через взаимные индуктивности и емкости, распределение токов и зарядов тут же изменится... Вы я смотрю сильно горазды на различные мысленные эксперименты... Может вы матламерский курс физики пишете (ну дык 60 лет назад ваш коллега все таки ужо был знаменит своими достижениями - начиная с участия в манхеттенском проекте, заканчивая интегралами по траекториям , прежде чем обобщающие лекции читать)

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

У Сивухина говорится, что энергия, идущая извне, идёт сугубо на нагревание проводов? Но ведь приёмник энергии (например, лампочка) ведь тоже потребляет энергию.

ага . Сначала на работу связанную с изменением кинетической энергии (правда в этом вопросе у вас тоже область тьмы) $\delta A = \vec{F}\cdot d\vec{s}=q \vec{E}\cdot d\vec{s}$. Но увы сверхпроводников нет, и потому карета превращается в тыквув проводниках вся кинетическая энергия рано или поздно превращает в тепло

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

Я так понимаю, что внутри этого провода существует постоянное электрическое поле. Причём оно одинаково в любой точке провода.

в случае переменного поля это не так ибо скин-эффект о котором вам тут уже говорили (это так общее замечание)

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

Это поле имеет вектор Пойнтинга, направленный ровно внутрь провода. Утверждается, что идёт поток энергии из пространства вне провода вовнутрь провода.

ага ... только вдоль провода, ибо если проводник под напряжением (каким-то потенциалом) относительно земли значит он накопил заряд, а значит поле перпендикулярно поверхности проводника...Это одна компонента поля. Ну и никто граничное условие максвелла не отменял, в окрестности проводника будет тангенциальная компонента электрического поля небольшая. Итак Первая компонента в произведении с напряженностью магнитного поля даст вектор умова распостраняющийся вдоль проводника - он несет свет и тепло в наш дом, а вторая компонента во внутрь проводника - нада же чем-то компенсировать джоулевы потери - только за счет той разности потенциалов ,которая на возникла при вращении электрического генератора на электростанции.

мат-ламер в сообщении #1619581 писал(а):

А Что будет, если у нас вообще не будет окружающего провод пространства с полем.

Эх нашей бабушке да яйцы пришить - дык от дедушки и не отличить... Но как?

мат-ламер в сообщении #1619613 писал(а):

Пока не успел. Не торопите. Пока Сивухина читал. Ролики обязательно посмотрю.

EUgeneUS в сообщении #1619611 писал(а):

Вы ролики посмотрели, которые Вам рекомендовали?

Полемический задор ... Столько всего нужно сказать, а вы пристаете с какой-то чепухой... Конгресс, немцы какие-то (с)

-- Пт ноя 24, 2023 20:03:00 --

мат-ламер в сообщении #1619622 писал(а):

Допустим. А провод, наверное, тоже для чего-то нужен?

верно .. это волновод, который залает направление распостранения (канализирует) энергии..Иначе бы она как в идеальной анетннее на все 4 пи уходила.

-- Пт ноя 24, 2023 20:06:28 --

мат-ламер в сообщении #1619629 писал(а):

. Разберитесь, о чём там цитаты Мандельштама. А потом уже пишите сюда.

вам ужо в другой теме говорили. Никто не будет ради тренировки вашей нейросети - читать и комментировать миллион учебников.... Здесь многия прошли этап разбирательств с основами физики- лет 20-30-40 газад, и точно понимают , что в основах (осбенно классической физики) ничего не изменилось... И все учебники , более менее коррелируют друг с другом.