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 На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение27.01.2012, 21:09 
Заслуженный участник


29/11/11
4390
В смысле переменная емкость? Заряд как дополнительная заряженая обкладка? Ну заряд уж сильно от пластин отличается по создаваемому полю

По-моему вариант с мощностью верный, надо лишь показать что накопленная энергия системы не меняется от помещения между пластинами заряда при сохранении их потенциалов.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение28.01.2012, 20:47 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
Для решения задачи можно воспользоваться известной из школьного курса формулой плотности тока, которая связывает ток со скоростью движения зарядов:
$j=ne<v>$
где
$j$ — плотность тока,
$n$ — число носителей зарядов в единице объёма,
$e$ — заряд носителя,
$<v>$ — средняя скорость их упорядоченного движения.
Судя по условиям задачи:
obar в сообщении #529829 писал(а):
Между обкладками конденсатора движется с постоянной скоростью $v$ заряд $q$.
движение заряда осуществляется сторонней силой, и в данном случае средняя скорость движения равна постоянной скорости движения зарядов. Остальные параметры тоже неизменны. Следовательно, и ток будет постоянным.

При движении заряда в электрическом поле совершается работа. Вследствие этого напряжение на обкладках конденсатора будет изменяться. Это изменение будет компенсироваться током источника эдс. Поэтому амперметр будет показывать ток в цепи. По закону Кирхгофа токи в неразветвлённой цепи одинаковы на всех её участках.

А вот в случае движения зарядов под действием сил электрического поля заряды будут двигаться ускоренно. Следовательно, ток будет нарастать.

Эмиссия электронов обычно осуществляется за счёт внешних сил — фотоэмиссия и термоэмиссия. Поэтому сама эмиссия не вызывает появления тока в данной цепи. Если же эмиссия осуществляется за счёт сил поля, то при выходе заряда из обкладки будет затрачена работа. Это вызовет скачок тока в цепи.

Munin в сообщении #529840 писал(а):
1. Наплюём на подробности процесса. В начале на нижней обкладке находился заряд (в смысле "заряженная частица с зарядом") $q,$ и электрический заряд на самой обкладке $Q-q,$ где $Q=C\mathcal{E}.$ На верхней был $-Q.$ В конце на верхней обкладке будет $-Q-q,$ то есть через цепь пройдёт заряд $q$ за время $d/(v\cos\alpha).$ Ток будет, куда он денется.
Ещё со школьной скамьи известно, что заряды на обкладках конденсатора равны по величине, (но противоположны по знаку). Одну обкладку никто не заряжает, только обе вместе.
Равенство зарядов поддерживается источником эдс.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение28.01.2012, 21:57 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
hvost_soroki в сообщении #532423 писал(а):
сама эмиссия не вызывает появления тока в данной цепи. Если же эмиссия осуществляется за счёт сил поля, то при выходе заряда из обкладки будет затрачена работа.
При поглощении заряда обкладкой происходит выделение энергии равной величине произведённой работы над зарядом. Эта энергия выделяется в виде тепла (и рентгеновского излучения). Особенно хорошо бывает видно выделение тепла на анодах электронных ламп — бывает, что раскаляются добела.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение28.01.2012, 22:07 


12/11/11
2353
hvost_soroki
hvost_soroki в сообщении #532456 писал(а):
Особенно хорошо бывает видно выделение тепла на анодах электронных ламп — бывает, что раскаляются добела.

- это я видел, когда городили передатчики, правда милиция быстро их (передатчики) вместе с магнитофонами и др. изымала.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 00:25 
Заслуженный участник


29/11/11
4390
hvost_soroki в сообщении #532423 писал(а):
движение заряда осуществляется сторонней силой, и в данном случае средняя скорость движения равна постоянной скорости движения зарядов. Остальные параметры тоже неизменны. Следовательно, и ток будет постоянным.


Несмотря на то, что в данном случае (идеализированный конденсатор с однородным полем, коли не оговорено обратного) будет по всей видимости именно так, в общем случае реального конденсатора ток не будет константой при постоянной скорости заряда. Можно показать это двумя способами - во первых сила действующая на заряд будет меняться, значит будет меняться выполняемая работа и выдаваемая во внешнюю цепь мощность. Во вторых токи смещения создаваемый движением заряда на обкладках так же не будут константой

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 01:00 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
rustot в сообщении #532492 писал(а):
во первых сила действующая на заряд будет меняться, значит будет меняться выполняемая работа и выдаваемая во внешнюю цепь мощность.
Почему сила будет меняться? Ведь скорость постоянна а поле однородно (даже в реальном конденсаторе). Постоянство скорости говорит о равенстве сторонней силы и силы поля действующих на заряд. Поле однородно, следовательно, сила поля, действующая на заряд неизменна.
Цитата:
Во вторых токи смещения создаваемый движением заряда на обкладках так же не будут константой
Ток смещения в конденсаторе бывает только переменным. В нашем случае напряжение на конденсаторе поддерживается постоянным благодаря источнику постоянной эдс. Поэтому переменной составляющей напряжения и тока в данной схеме нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 03:10 
Заслуженный участник


29/11/11
4390
В том и дело что в реальном конденсаторе поле неоднородно, для поддержания постоянной скорости придется силу все время менять и мощность $F v$ в цепи будет меняться. Это к тому что постоянство скорости вовсе не гарантирует постоянства тока само по себе, нужны дополнительные условия, в данном случае однородное поле. А в среднем за время движения да, ток в любом случае будет $\frac{q v}{d}$

Про ток смещения. Предсатвьте отдельно взятую пластину, с приделанным к ней проводом фиксированного потенциала. То есть со стороны провода поле у пластины фиксировано. Окружим пластину замкнутой оболочкой. Полный ток через эту оболочку нулевой, через провод какой-то ток пластину покидает, поле со стороны провода фиксированное и тока смещения с этой стороны нет, значит вытекающий по проводу ток должен в точности быть равен втекующему с другой стороны пластины току смещения, образующемуся из за движения заряда. Этот ток смещения равен $\frac{q}{4 \pi} \frac{d\Omega}{dt}$. А телесный угол $\Omega$ образуемый пластиной конечных размеров и точечным зарядом из простых геометрических соображений меняется не как $t \cdot \operatorname{const}$

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 04:34 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
hvost_soroki в сообщении #532423 писал(а):
движение заряда осуществляется сторонней силой, и в данном случае средняя скорость движения равна постоянной скорости движения зарядов. Остальные параметры тоже неизменны. Следовательно, и ток будет постоянным.

Ага, остальные параметры тоже неизменны, кроме $vt\cos\alpha : (d-vt\cos\alpha).$ Вы в задаче ничего не поняли...

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 08:43 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
Munin в сообщении #532518 писал(а):
Ага, остальные параметры тоже неизменны, кроме $vt\cos\alpha : (d-vt\cos\alpha).$ Вы в задаче ничего не поняли...
Ага, не понял какое отношение к величине тока имеет величина $vt\cos\alpha : (d-vt\cos\alpha).$.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 08:59 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Она определяет заряды на обкладках, а производная от этих зарядов - ток.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 10:07 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
Нет, в данном случае заряды на обкладках определяет источник эдс, подключенный к конденсатору. Если бы не было источника, тогда другое дело — не было бы и амперметра.
Был бы просто разряд конденсатора с изменением зарядов на обкладках.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 10:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
hvost_soroki в сообщении #532556 писал(а):
Нет, в данном случае заряды на обкладках определяет источник эдс, подключенный к конденсатору.

Увы, вы всё ещё не понимаете. Источник ЭДС определяет не заряды, он определяет потенциалы на обкладках. А заряды на них определяются электростатической задачей: известны потенциалы и ещё один заряд внутри.

hvost_soroki в сообщении #532556 писал(а):
Если бы не было источника, тогда другое дело

Было бы то же самое. Между прочим, и в данной задаче можно задать $\mathcal{E}=0.$

Кста-а-ати, а полный заряд системы-то у нас и не зафиксирован! Она может быть в целом как электронейтральна, так и не. На что это влияет?

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 11:22 
Заслуженный участник


29/11/11
4390
hvost_soroki в сообщении #532556 писал(а):
Нет, в данном случае заряды на обкладках определяет источник эдс, подключенный к конденсатору.

Источник определяет начальные заряды на пластинах, а движение заряда - дальнейшее изменение заряда пластин в случае искуственной поддержки извне постоянной разницы потенциалов (в том числе и нулевой) между ними. Скорость этого изменения и есть ток. Ток будет течь и в случае просто закороченных между собой пластин.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 12:03 
Заблокирован
Аватара пользователя


06/06/11

1702
53°46'25"N 87°7'47"E
Munin в сообщении #532572 писал(а):
Увы, вы всё ещё не понимаете. Источник ЭДС определяет не заряды, он определяет потенциалы на обкладках. А заряды на них определяются электростатической задачей: известны потенциалы и ещё один заряд внутри.
hvost_soroki в сообщении #532556 писал(а):
Если бы не было источника, тогда другое дело
Было бы то же самое. Между прочим, и в данной задаче можно задать $\mathcal{E}=0.$
Имеется формула $C=\frac{Q}{U}$, или $Q=CU$. Заряд пропорционален напряжению на обкладках, а ёмкость — коэффициент пропорциональности. Следовательно, источник определяет напряжение на конденсаторе, и, тем самым, его заряд.
Кстати, иного способа зарядить конденсатор, кроме как от активного двухполюсника, я не знаю.
Ещё раз повторяю — Ваши рассуждения годятся для одиночного никуда не подключенного конденсатора.
Munin писал(а):
Кста-а-ати, а полный заряд системы-то у нас и не зафиксирован! Она может быть в целом как электронейтральна, так и не. На что это влияет?
На поле внутри конденсатора не влияет.

rustot писал(а):
Ток будет течь и в случае просто закороченных между собой пластин
Да, в случае действия на заряд между пластинами сторонней силы, ток будет течь по замкнутому контуру.

 Профиль  
                  
 
 Re: А будет ли ток?
Сообщение29.01.2012, 12:33 


12/11/11
2353
Я представляю процесс так: Внешняя цепь определила потенциалы обкладок конденсатора. От одной из обкладок (внешние силы) оторвали частичку и с постоянной скоростью перемещают её по перпендикуляру от одной обкладки к другой. Заряд частицы определён в тот момент когда она принадлежала обкладке. Пока частица бесконечно близка к родной обкладке ни какого воздействия на внешнюю цепь не будет, а по мере удаления от обкладки можно ли использовать соотношения ёмкостей: обкладка-частица-обкладка?
До контакта с другой обкладкой уже результат перемещения заряда должен проявиться во внешней цепи?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 67 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.

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