Два конденсатора

[ruslan55]

Вот участники в этой теме обсуждают потенциалы обкладок конденсаторов, у меня назревает вопрос, а разве тела(проводники) могут обладать потенциалом? вроде как в электрическом поле тела обладают потенциальной энергией. Потенциал это энергетическая характеристика электрического поля, и наверное к различным телам(проводникам) отношения не имеет. Если я правильно понял, то говорят о потенциале определенной точки в пространстве, где создано электрическое поле, или говорят о разности потенциалов между двумя точками в пространстве, где имеется электрическое поле. Так почему же потенциал приписывают телам(проводникам)?

В этой теме, участниками рассматривались обкладки(выводы) двух конденсаторов, которые соединяли между собой, то есть обкладку первого конденсатора соединяли с обкладкой второго конденсатора. И рассматривая эти обкладки, говорили о их взаимных потенциалах или о разности потенциалов между ними, собственно вопрос, к какому электрическому полю относятся потенциалы этих обкладок? Ведь если есть потенциалы, то они должны характеризовать какое-то электрическое поле. Собственное электрическое поле внутри конденсаторов не в счет, так как эти поля находятся внутри конденсаторов(между их обкладками), и снаружи их практически нет.

[rustot]

ruslan55 в сообщении #672510 писал(а):

Вот участники в этой теме обсуждают потенциалы обкладок конденсаторов, у меня назревает вопрос, а разве тела(проводники) могут обладать потенциалом?

как раз проводники и могут. а конденсатор - трюк над проводниками, обладающими потенциалом, по значительному уменьшению этого потенциала.

формула $\frac{q U}{2}$ идет не с конденсаторов, а с проводников, конденсатор частный случай. помещаете на проводник заряд q, вокруг проводника возникает поле E, интегрируя которое получаем потенциал проводника U, зависящий и от заряда и от формы проводника. $C = q/U$ как раз характеризует форму проводника.

если теперь с проводника вырвется заряд $dq$, то отталкиваемый полем E он приобретет кинетическую энергию $dq U$, отсюда и получается формула энергии емкости, пополам в ней делится потому-что по мере улетания каждого нового $dq$ потенциал проводника снижается и каждый следующий получает все меньше энергии. то есть $\frac{q U}{2}$ - суммарная кинетическая энергия зарядов, если они вылетят с проводника бесконечно малыми кусочками. если не бесконечно малыми, то кинетическая энергия меньше, но тогда и каждый вылетевший кусок будет представлять собой емкость со своим зарядом и со своим небольшим запасом потенциальной энергии

если рассматривается не изолированная система и проводник даже без заряда имел какой-то потенциал (допустим солнечная система может быть окружена сферой из электронов и все точки внутри сферы будут иметь огромный отрицательный потенциал, который мы никак не можем узнать, не выйдя за сферу), ну тогда под U выше следует понимать изменение потенциала от этой стартовой величины

[nikvic]

ruslan55 в сообщении #672510 писал(а):

Так почему же потенциал приписывают телам(проводникам)?

Только в случае, когда можно пренебречь токами - т.н. электростатика. Поле внутри проводника равно нулю, так что потенциал всех его точек одинаков.

[Amw]

rustot в сообщении #665869 писал(а):

ваша ошибка в том, что вы эквивалентную схему, придуманную ТОЛЬКО для того чтобы помочь посчтитать, а не для того чтобы помочь понять, пытаетесь подвергнуть анализу как раз с целью понять происходящее.

Ваша ошибка в том, что Вы думаете, чот одна из возможных моделей "плохая", а другая "хорошая". Или лучше сказать "правильная-неправильная". Хотя это вопрос только области применения.

rustot в сообщении #665869 писал(а):

кто-то иссследуя физические процессе в антенне, придумал что их можно в первом приближении описать LC цепочкой, по цифрам примерно сойдется.

Не в антенне, а в любой длинной линии и не "примерно сойдется", а абсолютно точно.

Кроме того модель абсолютно малых LC цепочек заслуживает внимания хотя бы потому, что благодаря ей не приходится вводить ограничения на область применения Законов Ома и Кирхгоффа (псевдо-квази-стационарные токи), что всегда является признаком совершенства моделей.
Практическая же сторона вопроса - вообще вне конкуренции.

[profrotter]

Amw в сообщении #676643 писал(а):

в любой длинной линии и не "примерно сойдется", а абсолютно точно.

Это неверно. LC - модель длинной линии не даёт высших типов волн.
Суслика видишь?
- Нет.
- А он есть!

[Amw]

profrotter в сообщении #676644 писал(а):

Это неверно. LC - модель длинной линии не даёт высших типов волн. Суслика видишь? - Нет. - А он есть!

С дифференциальным исчислением знакомы? dL dC...
Они существуют в тех устройствах, которые являются длинной линией только приближенно.
Суслика видишь?
- Да.
- А его нет!

[profrotter]

Amw в сообщении #676646 писал(а):

С дифференциальным исчислением знакомы? dL dC...
Они существуют в тех устройствах, которые являются длинной линией только приближенно.
Суслика видишь?
- Да.
- А его нет!

Читать любой курс технической электродинамики. Сразу на вскидку:
1. Никольский, Никольская Электродинамика и распространение радиоволн
2. Вольман, Пименов Техническая Элекродинамика.

[Amw]

profrotter в сообщении #676648 писал(а):

Читать любой курс технической электродинамики.

Очень оригинально... Тут таких "посылателей читать" пруд пруди.
Будем считать, что Вы упустили хороший случай промолчать.

[ivanhabalin]

(Оффтоп)

- Послушай, Зин, не трогай "суслика"!
Какой ни есть, а он - родня!
Сама намазана, прокурена...
Гляди, дождешься у меня!

[rustot]

Amw в сообщении #676643 писал(а):

Ваша ошибка в том, что Вы думаете, чот одна из возможных моделей "плохая", а другая "хорошая". Или лучше сказать "правильная-неправильная". Хотя это вопрос только области применения.

в плане посчитать они все хорошие. но их нельзя понимать буквально, чтобы понять физический принцип работы устройства они не годятся. из такого буквального понимания и рождаются радиолюбительские легенды о "второй обкладкой является земля" или "антена это контур, у конденсатора которого растянули в стороны обкладки". потому-что в эквивалентной схеме нарисован конденсатор с 2 обкладками и это понимают слишком буквально

и металлическая пластина в миллиметре от земли и одинокий во вселенной металлический шар, на электротехнической схеме будут одинаково обозначены эквивалентным кондексатором. ну невозможно по изображению конденсатора домыслить какое реальное физическое явление этим значком обозначено, утеряна эта информация при переходе к эквивалентной схеме

[Amw]

rustot в сообщении #677053 писал(а):

в плане посчитать они все хорошие. но их нельзя понимать буквально, чтобы понять физический принцип работы устройства они не годятся.

Опять же - никакие не годятся... Это волюнтаризм... Вам только кажется, что Вы понимаете "физический смысл"

rustot в сообщении #677053 писал(а):

из такого буквального понимания и рождаются радиолюбительские легенды о "второй обкладкой является земля" или "антена это контур, у конденсатора которого растянули в стороны обкладки".

"Обкладка" не "обкладка", а антенна без противовеса существовать не может. Работать не будет. Так же как источник электрической энергии с одном полюсом, как ток в незамкнутом контуре и как уединенная емкость с одним контактом. Это всё надуманные сущности, которые потребовались из-за применения "плохой" модели.

rustot в сообщении #677053 писал(а):

...одинокий во вселенной металлический шар...

Бесконечно удаленное тело даже массы не имеет, а Вы тут емкость... заряд... Недоказуемо.

[rustot]

Amw в сообщении #677070 писал(а):

Так же как источник электрической энергии с одном полюсом, как ток в незамкнутом контуре и как уединенная емкость с одним контактом. Это всё надуманные сущности, которые потребовались из-за применения "плохой" модели.

ну да, все что не вписывается в замкнутую электрическую схему на дискретных элементах - все надумано :)

так получится только если закон кулона объявить надуманным, иначе никак не получится. силу кулона действующую со стороны заряженного проводника нормировали, поделив на заряд цели и получившейся величине придумали название электрическое поле. электрическое поле проинтегрировали и получившейся величине придумали название потенциал. поскольку потенциал у поверхности проводника оказался прямо пропорциональным заряду проводника, то заряд проводника поделили на потенциал и полученной величине придумали название электрическая емкость, что позволило вычислять потенциал непосредственно из заряда, без утомительных промежуточных процедур. эта емкость проводника не нечто, требующее доказательства, это определение электрической емкости

через сотню лет придумали как с помощью двух проводников с разноименными зарядами уменьшить потенциал каждого из них, получившейся конструкции дали название конденсатор. и даже смогли приспособить к нему понятие емкость, потому-что заметили, что если потенциал одной обкладки удерживать неизменным, то зависимость изменения потенциала второго проводника от помещения на него заряда точно такая же как у уединенного проводника огромных размеров и емкости, вот эту емкость эквивалентного проводника и назвали емкостью конденсатора

а еще через 2 сотни лет емкость проводника объявили надуманной :)

-- 28.01.2013, 02:15 --

Amw в сообщении #677070 писал(а):

Бесконечно удаленное тело даже массы не имеет, а Вы тут емкость... заряд... Недоказуемо.

интересно бы посмотреть на зависимость массы от расстояния. получается бесконечно удаленное тело, будучи разорванным внутренними силами на 2 половинки, придаст этим половинкам скорость света?

емкость доказуема наблюдением за тем, к чему стремится емкость проводника по мере удаления его от других проводников. у поверхности земли емкость шара будет допустим 1000пф, по мере удаления будет 200пф, 101пф, 100.1пф, 100.01пф, 100.000001. вычислив вид графика и к чему он асимптотически стремится получите 100пф на бесконечном удалении. это реальное практическое доказательство, что будет на бесконечности, без практического удаления в бесконечность

[Amw]

rustot в сообщении #677093 писал(а):

...вычислив вид графика и к чему он асимптотически стремится получите 100пф на бесконечном удалении. это реальное практическое доказательство, что будет на бесконечности

Это реальное практическое доказательство, что емкость между проводником и землей перестает зависеть от расстояния при увеличении последнего. Что формула для расчета емкости конденсатора это не учитывает...
Что теперь мешает нам считать, что вторая клемма проводника-емкости земля и и ток заряда-разряда этой емкости течет по замкнутому контуру в соответствии с Законом Ома и правилом Кирхгоффа? Какая есть причина проводник около земли считать конденсатором с двумя клеммами, а на определенном расстоянии уединенной емкостью с одной клеммой?
Вы тут предлагали разрядить конденсатор об тазик с водой... Поперемено соединяя с ним одну клемму конденсатора.
А если вместо тазика взять рельсу Москва-Владивосток? Быстрей разрядится?
Я думаю, что к какой бы уединенной емкости Вы одну клемму конденсатора не подсоединяли, ток разряда всё равно будет определяться конструктивной емкостью между клеммами конденсатора. И токи на клеммах всегда будут равны. Разве не так?

[rustot]

Amw в сообщении #677144 писал(а):

Это реальное практическое доказательство, что емкость между проводником и землей перестает зависеть от расстояния при увеличении последнего. Что формула для расчета емкости конденсатора это не учитывает...

то есть земля из формулы емкости проводника в каком либо виде исчезает, в ней остается только геометрия проводника, но что-то нам дает основания полагать, что емкость по прежнему определяется землей? а почему именно землей, а не солнцем?

Amw в сообщении #677144 писал(а):

Что теперь мешает нам считать, что вторая клемма проводника-емкости земля и и ток заряда-разряда этой емкости течет по замкнутому контуру в соответствии с Законом Ома и правилом Кирхгоффа? Какая есть причина проводник около земли считать конденсатором с двумя клеммами, а на определенном расстоянии уединенной емкостью с одной клеммой?

причина простая, заряды земли прибавляют проводнику потенциал противоположного знака, уменьшают суммарный потенциал проводника и тем увеличивают его емкость. чем дальше от земли тем меньше влияние ее зарядов, потенциал определяется только собственными зарядами и собственной геометрией, геометрия описывается емкостью. "считать" ничего не мешает, именно для "считать" и придуманы схемы замещения. только символ земли на этих схемах обозначает не планету земля, а условный проводник неизменного потенциала. в принципе пофиг что именно обозначает этот значок, на расчеты это не влияет. но только до тех пор пока кто-то не пытается из схемы замещения восстановить обратно реальный физический процесс.

Amw в сообщении #677144 писал(а):

А если вместо тазика взять рельсу Москва-Владивосток? Быстрей разрядится?

нет. ток будет определяться меньшей из емкостей (как при последовательном включении конденсаторов в схеме замещения), в данном случае проводником-конденсатором. если ножки конденсатора сильно удлиннить а тазик сильно уменьшить, то будет определяться тазиком

Amw в сообщении #677144 писал(а):

ток разряда всё равно будет определяться конструктивной емкостью между клеммами конденсатора.

не между, а емкостью конденсатора как одного целого проводника



на первом рисунке проводящий метровый шар и его схема замещения, на втором тот же шар разделили на половинки миллиметровой прорезью и сделали его конденсатором, рядом его схема замещения

как легко заметить, если помещать заряд в любую из точек на второй схеме замещения, она ведет себя практически неотличимо от первой, можно проигнорировать наличие разреза. при помещении заряда на любую половинку, потенциал обеих половинок остается почти равным

и наоборот если во второй схеме помещать одинаковые по модулю разноименные заряды в 2 точки, то можно пренебречь увеличением емкости за счет собственной емкости. то есть конденсатор в зависимости от того, что именно на него помещаем может вести себя и как конденсатор и как емкость-проводник.

как именно будет разряжаться вторая схема "конденсатор" попеременным замыканием на первую "тазик" легко понять из схем замещения. для этого и придуманы схемы замещения чтобы было легко понять физические процессы электронщикам, это перевод на другой язык. и символ общего провода тут не обозначает планету земля. если у шара есть заметная емкостная связь с планетой, то планета в схему замещения добавляется как конденсатор емкостью 700мкф, один конец которого тоже посажен на общий провод, а другой соединен конденсаторами емкостной связи с обоими половинками

[Denis Russkih]

Я что-то не врубаюсь, здесь люди на протяжении 11 страниц не могут прийти к согласию по поводу электрической цепи из двух конденсаторов и вольтметра?.. :) Что за адский ад?