Поток вне провода

[zask]

SergeyGubanov, нетривиальность лучше всего видна именно на постоянном токе. Когда летит плоская волна - все очевидно.

[Munin]

zask в сообщении #698855 писал(а):

Ну, все-таки, концепт - это прежде всего идея.

Да. Математическая.

zask в сообщении #698855 писал(а):

Математика - это одежда концепта

Не достигли вы ещё дао...

zask в сообщении #698855 писал(а):

По вектору Пойнтинга, ОК, поразмышляю. Но мне не ясно, что я насобираю на куске диэлектрика, переменном токе и других формах ТЭИ.

Хорошо. Придумайте другие задачи типа "шаг в сторону", такие, для которых вам более ясно, чего вы на них "насобираете". Главное, что "втыкать" в одну конкретную формулу непродуктивно. Надо её обобщить, уконкретить, рассмотреть близкие, но не такие же случаи, рассмотреть причины, рассмотреть следствия...

zask в сообщении #698855 писал(а):

Переменный ток сразу качественно меняет картинку - переходим к излучению. Вопрос нетривиален именно для постоянного тока.

Вот это уже интересно. Почему вы думаете, что картинка меняется качественно? Ведь постоянный ток - это просто предел $\omega\to 0.$

-- 20.03.2013 17:20:01 --

zask в сообщении #698863 писал(а):

Когда летит плоская волна - все очевидно.

Мдя? Даже несинусоидальная? А в синусоидальной - почему такие разные $S(t)$ для разных поляризаций?

[zask]

Munin в сообщении #698865 писал(а):

Хорошо. Придумайте другие задачи типа "шаг в сторону", такие, для которых вам более ясно, чего вы на них "насобираете". Главное, что "втыкать" в одну конкретную формулу непродуктивно. Надо её обобщить, уконкретить, рассмотреть близкие, но не такие же случаи, рассмотреть причины, рассмотреть следствия...

Да, с этим я очень даже согласен. Но мне не ясно - Вы знаете ответ? Есть он или нет?

Munin в сообщении #698865 писал(а):

Не достигли вы ещё дао...

Да я уже признался (авансом)! Не надо это повторять, некультурно . (Хороший хозяин два раза отметит, что гость запачкал скатерть.)

Munin в сообщении #698865 писал(а):

Мдя? Даже несинусоидальная? А в синусоидальной - почему такие разные для разных поляризаций?

Не вникал, признаюсь.

[Munin]

zask в сообщении #698866 писал(а):

Да, с этим я очень даже согласен. Но мне не ясно - Вы знаете ответ? Есть он или нет?

Я знаю, что ответ - это то, что не может быть выражено в одном слове, а накапливается как набор "ощущений" и известных физических и математических свойств конкретной задачи или физико-математической модели. Спрашивать про "ответ в одно слово" - это примерно то же, что просить в одно слово изложить, скажем, СТО. Или матанализ. Это надо целиком и самому прощупать "по площадям".

zask в сообщении #698866 писал(а):

Да я уже признался (авансом)! Не надо это повторять, некультурно.

Это не повторение. Это ответ на другую реплику. Указание на то, что ответ на неё - тот же :-)

zask в сообщении #698866 писал(а):

Вы знаете ответ? Есть он или нет?

Я рано или поздно согласился с тем, что поток энергии идёт снаружи провода и поперёк. Свыкся с этим. Обнаружил непротиворечивость этого взгляда. Хотя и непривычно было поначалу. Но если копаться в себе: а почему было непривычно? А потому что мы привыкли, что "ток течёт по проводам", из более наивных представлений. Откуда они складываются? Ну, например, из того, что вынешь вилку - ток уже не течёт. Значит, именно эту ситуацию надо рассмотреть с точки зрения нового представления. Что при этом происходит? Ага... угу... ясно. А вот другая ситуация... тоже ясно. И так далее.

-- 20.03.2013 17:32:57 --

zask в сообщении #698866 писал(а):

Не вникал, признаюсь.

Ну это так, на досуге вспомнить, к делу не относится.

В общем, думаю, всё вытекает из того, что на "бытовом" уровне мы привыкли, что энергия - это что-то тёплое и искрящееся, а на теорполевом, оказывается, - это то, что сохраняется по теореме Нётер. Вот и получается, что у энергии больше обличий.

-- 20.03.2013 17:34:48 --

Вот ещё одна крышесносная задача. Берём заряженный конденсатор, и вносим его в магнитное поле постоянного магнита. В нём почему-то начинает течь импульс поля :-) Причём куда-то в сторону. Зачем? Почему? Он нас не спрашивает, течёт и всё.

[Denis Russkih]

(Оффтоп)

zask в сообщении #698773 писал(а):

Denis Russkih в сообщении #698772 писал(а):

Ученик, получивший коан от мастера, пытается решить коан всеми возможными способами...

Поясните, пожалуйста, к чему это? Хотя, вроде, ясно...

Это относилось к посту, который Вы впоследствии отредактировали. :) Так что уже проехали.

Munin в сообщении #698789 писал(а):

Denis Russkih
Будете понимать, о чём речь - выступайте.

При всём моём огромном к Вам уважении, боюсь, в этот раз именно Вы не поняли, в чём была фишка. :) Но мне не хочется долго и занудно пояснять, как было дело. Вы сами сказали, что "объяснять шутку нехорошо по отношению к шутке". Тем более что ничего особо умного в моём сообщении не содержалось.

По теме я не выступал и не выступаю — как раз потому, что ничего не понимаю в столь высоких материях.

[hvost_soroki]

zask в сообщении #698759 писал(а):

А направление задается не проводами, а поверхностными зарядами на проводах.

Зачем же тогда вводят понятие "плотность тока"?

[hvost_soroki]

Вот интересная интерпретация электрического поля в линии:
http://waveradio.ru/post_1349965473.html

Цитата:

Для разноименно заряженных проводов, пока заряды неподвижны, все силовые линии лежат в плоскостях, перпендикулярных проводам, и они расположены в этих плоскостях примерно так же, как силовые линии двух зарядов на рис. 6.
Если же электрические заряды в проводах движутся, то характер электрического поля несколько изменяется: силовые линии немного выгибаются вперед в направлении движения зарядов (на рис. 62 штриховыми линиями изображены те из этих силовых линий, которые лежат в плоскости чертежа). В том, что силовые линии должны быть выгнуты вперед, можно убедиться из следующих соображений. З'аряды, находящиеся в концах проводов, создают электрические поля не только между проводами, но и в самих проводах. Эти поля внутри проводов, направления которых зависят от знаков зарядов, показаны на рис. 62 сплошными стрелками и напряженность их обозначена Е2. Именно эти поля в проводах вызывают в них электрические токи и совершают работу по преодолению их активного сопротивления. Они возникают не только внутри проводов, но и у самой поверхности проводов. Следовательно, у поверхности проводов существует как электрическое поле напряженностью Е1 силовые линии которого перпендикулярны поверхности провода (такое поле создавали бы неподвижные заряды), так и поле напряженностью Е2, направленное вдоль проводов.

А тут показано распределение электрического и магнитного полей вдоль линии.


Ну и конечно, если фазы электрического и магнитного полей сдвинуты на 90°, то направление передачи энергии теряет физический смысл — реактивная энергия перекачивается туда-сюда дважды за период.

-- 21.03.2013, 01:25 --

Кстати, амплитуды электрического и магнитного полей вдоль реальной линии, по мере удаления от генератора, уменьшаются. Этот эффект носит название — затухание у связистов, и потери в линии у электриков.

[pohius]

Возможно что "физический смысл" зависит от конкретной модели.
Пример:
"Модель" электромагнитного поля позволяет достаточно просто решать физ. задачи, но мы так же можем взять в качестве модели электронов - шарики с пружинками, и численно что-нибудь рассчитать в проводнике с током. Естественно в нашей модели вся энергия будет заключена внутри провода.
Но как только ток становиться переменным наша модель перестает работать.

[zask]

hvost_soroki в сообщении #698993 писал(а):

Зачем же тогда вводят понятие "плотность тока"?

Если Вы честно посчитаете задачу о коаксиале с бесконечным внешним радиусом оплетки (это самый простой вариант задачи), то Вы увидите, что существенную роль в определении вектора Пойнтинга играют поверхностные заряды на проводниках.

hvost_soroki в сообщении #699049 писал(а):

Вот интересная интерпретация электрического поля в линии:

Я вообще рассматривал для простоты и заострения вопроса постоянный ток. Давайте разберемся для начала с простейшим вариантом!

-- 21.03.2013, 03:04 --

AlexDem в сообщении #698822 писал(а):

К Вашему первому сообщению. Пример довольно интересный, но если он Вам оказался бесполезен, увы.

Ваша цитата для понимания требует изрядного комментария, связывающего Вашу задачу с задачей топика. Вы можете его дать?

[AlexDem]

zask в сообщении #699091 писал(а):

Ваша цитата для понимания требует изрядного комментария, связывающего Вашу задачу с задачей топика.

Там просто энергия от зарядов наглядно отвязана, и перенос массы происходит в сторону, обратную движению зарядов. Если Вы начало той темы сначала посмотрите, станет более понятна схема эксперимента, не сюда же всё тащить. Если есть какие-то конкретнные непонятки, я постараюсь ответить, но восстанавливать подробности спустя много лет мне будет не проще, чем Вам её прочитать.

[SergeyGubanov]

Munin в сообщении #698869 писал(а):

Вот ещё одна крышесносная задача. Берём заряженный конденсатор, и вносим его в магнитное поле постоянного магнита. В нём почему-то начинает течь импульс поля Причём куда-то в сторону. Зачем? Почему? Он нас не спрашивает, течёт и всё.

А ещё в той же самой точке, в которой течёт импульс равный $T_{0 i}$, течёт точно такой же по величине, но противоположный по направлению гравитационный ток $- \frac{c^4}{8 \pi k} G_{0 i}$, так чтоб в сумме всегда и везде было ровно ноль. Первый раз крыша волнуется когда понимает про втекающий в обыкновенный электрический провод "пойтинг". Второй раз, когда понимает про вытекающий из этого же провода равный "пойтингу" по величине гравитационный ток.

[DimaM]

SergeyGubanov в сообщении #699112 писал(а):

Первый раз крыша волнуется когда понимает про втекающий в обыкновенный электрический провод "пойтинг".

Здесь, вроде, не нужно волноваться - этот втекающий пойнтинг идет на нагревание (то самое джоулево тепло).

[Parkhomuk]

Munin в сообщении #698869 писал(а):

Вот ещё одна крышесносная задача. Берём заряженный конденсатор, и вносим его в магнитное поле постоянного магнита. В нём почему-то начинает течь импульс поля Причём куда-то в сторону. Зачем? Почему? Он нас не спрашивает, течёт и всё.

Можно подробнее?

-- 21.03.2013, 12:05 --

SergeyGubanov в сообщении #699112 писал(а):

течёт точно такой же по величине, но противоположный по направлению гравитационный ток

А тут нет произвола с выбором знака(в силу симметрии, я ведь могу и с другой стороны посмотреть на систему, что тогда будет с этим направлением тока)? Может их надо складывать? А может их тут парное количество, т.е. 4шт. каждого знака?

[SergeyGubanov]

Parkhomuk в сообщении #699151 писал(а):

А тут нет произвола с выбором знака(в силу симметрии, я ведь могу и с другой стороны посмотреть на систему, что тогда будет с этим направлением тока)?

Гравитационный ток $W_i$, он же вектор Умова (он же вектор Пойтинга если речь идёт об электромагнетизме) есть трёхмерный вектор компоненты которого определяются вариационной производной от действия $S$ по контравариантным компонентам $g^{0 i}$ метрического тензора.

Поскольку

$$\delta S = \frac{1}{2 c} \int \left( T_{\mu \nu} - \frac{c^4}{8 \pi k} G_{\mu \nu} \right) \delta g^{\mu \nu} \sqrt{-g} \, d_4 x$$

то

$$W_i = W^{\rm (mat)}_{i} + W^{\rm (grav)}_{i}$$

Первое слагаемое есть вектор Умова обычной материи

$$W^{\rm (mat)}_{i} = T_{0 i}$$

Второе слагаемое есть вектор Умова гравитационного поля

$$W^{\rm (grav)}_{i} = - \frac{c^4}{8 \pi k} G_{0 i}$$

В силу того, что вариация (полного) действия по $g^{0 i}$ должна быть равна нулю (уравнения Эйнштейна-Гильберта), то (полный) вектор Умова равен нулю $W_i = 0$. Значит вектор Умова гравитационного поля равен по величине, но противоположен по знаку вектору Умова обычной материи:

$$W^{\rm (grav)}_{i} = - W^{\rm (mat)}_{i}$$

[Munin]

SergeyGubanov
Извольте уйти со своими неуместными замечаниями из темы.

Parkhomuk в сообщении #699151 писал(а):

Можно подробнее?

Подробнее: в конденсаторе есть постоянное поле $\mathbf{E},$ а в магните постоянное поле $\mathbf{H}$ - из них складывается ненулевой вектор Пойнтинга $\mathbf{S}=[\mathbf{EH}],$ который и показывает поток энергии электромагнитного поля в пространстве. Если рассматривать не только область внутри конденсатора и магнита, а конденсатор и магнит в целом, то получится некоторый "закольцованный" поток. Просто от сочетания статического электрического и магнитного поля. Более того, этот поток - реальность. Были эксперименты, которые показали, что при внесении, например, конденсатора в магнитное поле система получает незначительный механический момент импульса, в компенсацию того полевого момента импульса, который связан с этим "закольцованным" потоком энергии. (Название что-то вылетело из головы. Троутон-Нобл и Эйнштейн-де Гааз - всё не то.)