Поток вне провода

rustot · 29/11/11 4390

Rishi в сообщении #707658 писал(а):

Пусть будет сферический конденсатор, ток низкой частоты. Будем его подводить к внутренней обкладке тонким экранированным проводом. То есть краевой эффект будет ещё меньше, чем в плоском или цилиндрическом конденсаторе. Никакого радиально симметричного тока проводимости не будет.

будет радиально симметричный ток смещения между сферами и соответственно будет радиально симметричное rotH во всех точках между сферами кроме тела подводящего провода, в котором rotH направлен в обратную сторону. H между сферами будет осесимметричным, с осью совпадающей с подводящим проводом. этот провод не какой то там "краевой эффект", а в нем сосредоточен поток rotH равный потоку rotH от всей остальной поверхности сферы.

вы исходите из несуществующей симметрии и делаете невозможный вывод об отсутствии H исходя из этой симметрии. если вы озадачите компьютер решением задачи "rotH центрально симметрично между сферами" он спросит о граничных условиях. если вы граничными условиями поставите "а во всем остальном пространстве rotH нулевое" - то компьютер вам не нулевое поле насчитает, а уведомит что в условии ошибка и поле такой конфигурации в природе не существует. центрально симметричное rotH в ЛОКАЛЬНОЙ области задает только некоторые частные свойства поля в этой области (например циркуляцию по контуру), а ПОЛНОСТЬЮ поле в этой локальной области определяется rotH во всем бесконечном пространстве. поэтому не учитывать "краевые эффекты" невозможно

Rishi в сообщении #707658 писал(а):

Можно и так. Зарядим внутреннюю обкладку сферического конденсатора и провод уберём. А теперь внешнюю обкладку заземлим. Через провод заземления потечёт ток, значит и между обкладками должен возникнуть ток смещения. А он не возникнет из-за симметрии.

то же самое, в заземляющем проводе rotH, нарушающий симметрию. на поверхности сферы токи стекающие к этому проводу - значит rotH вдоль поврехности в сторону провода, тоже нарушающий симметрию

я вам настоятельно рекомендую покопаться в векторном анализе. потому-что вы явно неправильно понимаете конструкции вида rotH=..., они НЕ определяют поле в точке, и в окрестности точки тоже не определяют. они определяют только некоторые закономерности ИЗМЕНЕНИЯ поля вокруг этой точки. как ускорение не определяет скорость. если вы стоите на поверхности огромного цилиндра, границы которого скрыты где-то в бесконечном далеке и знаете что rotH однородно и направлено вверх (то есть цилиндр непрерывно наращивает заряд), вы НЕ ЗНАЕТЕ величину поля. если вы находитесь на оси симметрии цилиндра то поле это малюсенькое, а если на полпути к краю, то огромное, а rotH все то же самое. чтобы узнать H в единственной точке где вы находитесь - вам нужно будет совершить математическую операцию над ВСЕМИ rotH во всем бесконечном пространстве, вот в процессе этого расчета и будет учтено что в 2 световых годах над вами rotH начинает заворачивать и это определяет на оси симметрии вы или нет. а вот циркуляцию по контуру вы можете четко определить зная rotH только в небольшом пространстве. и эта циркуляция в одном и том же контуре будет одной и той же и в центре цилиндра и на полпути к краю, несмотря на много порядков большее H

есть вода, бурно движущаяся в различных направлениях, со всевозможными большими и малыми водоворотами. у нее есть поле скоростей v(x,y). но все что вам известно - это то, что листик на поверхности воды при всех своих перемещениях меняет свою ориентацию с угловой скоростью w. - вот эта угловая скорость и есть rot v - все что вам известно о скорости. можете вы узнать линейную скорость листика зная только его угловую скорость? да никак. можете узнать зная угловые скорости листиков на 1 квадратном метре? тоже никак. а вот зная эту величину для всех листиков на ВСЕЙ поверхности воды, можете вычислить и v. и основной вклад в это v могут внести вовсе не ближние rot v, а rot v в центре огромного водоворота за много километров от вас. точно такие же взаимоотношения между H и rot H. а вы из некоторой симметрии угловых скоростей наблюдаемой на квадратном метре воды пытаетесь сделать вывод об отсутствии на этом квадратном метре движения вообще. rot v всех точек на поверхности юлы одно и то же, следует ли из этого v=const или v=0 для всех точек юлы? вам придется заглянуть дальше и найти rot v на границе юлы и вот тогда вы сможете высчитать v

Munin · 30/01/06 72407

Rishi в сообщении #707658 писал(а):

Можно и так. Зарядим внутреннюю обкладку сферического конденсатора и провод уберём. А теперь внешнюю обкладку заземлим. Через провод заземления потечёт ток, значит и между обкладками должен возникнуть ток смещения.

Два балла за электростатику.

Школьная задача: на внутренней обкладке сферического конденсатора заряд $+q,$ на внешней - (а) $-q,$ (б) 0. Найти поле между обкладками. Сделать выводы о возникновении тока смещения.

Rishi · 17/12/06 ∞ 241 Санкт-Петербург

rustot

Цитата:

rotH=..., они НЕ определяют поле в точке, и в окрестности точки тоже не определяют. они определяют только некоторые

Не согласен, посмотрите определение ротора - это предел lim в точке.
Хорошо, хорошо, допустим, я что-то не так понимаю никто из нас от этого не застрахован.
Давайте просто восполним пробел, напишем наконец то, чего до сих пор не разъяснено ни в одном учебнике. Предлагаю скрестить Фейнмана и Парселла. Фейнман рисует вектор Пойнтинга, а Парселл - ток смещения в конденсаторе в квазистационарном случае. То есть вектор плотности потока энергии направлен из/в конденсатор через боковую поверхность, а ток смещения от одной пластины к другой. Скажу грубо, но наглядно: причина действует перпендикулярно следствию. Это ерунда по определению.
Пусть в какой-то момент времени на одной из пластин конденсатора увеличился заряд. Это вызовет изменение величины E около поверхности пластины конденсатора. Что вызовет вихрь поля H и т.д. по Максвеллу, а направление распространения ЭМ волны укажет вектор Пойнтинга. Это направление - радиальное, от центра к периферии. Поток энергии будет двигаться вдоль пластины, обогнёт её и воткнётся в поверхность подводящего провода. Как этот поток может пройти от одной пластины к другой - да никак.
То есть вы хотите сказать, что вся энергия плещется через боковую мизерную щель, а ток смещения течёт от пластины к пластине? Это беспредел логической некогерентности мышления.
Работа - это характеристика эффективности действия силы в данном направлении. Энергия - это характеристика (мера) способности тела совершать работу. В конденсаторе электрическое поле совершает работу по поляризации диэлектрика, электрические силы, совершающие эту работу, направлены от одной пластины к другой.
Каким образом, откуда при этом можно вымыслить, что поток энергии будет перпендикулярен выполняющей работу силе и току смещения? Приведите хоть какую-нибудь логику.

-- Ср апр 17, 2013 01:45:59 --

Munin в сообщении #707805 писал(а):

Два балла за электростатику.

Не понял причём здесь электростатика. Пусть внутренняя сфера заряжена отрицательно. Электроны внешней сферы оттолкнуться на внешнюю поверхность внешней сферы. Если мы её заземлим эти электроны потекут в землю. Ток - это не статика.

Munin · 30/01/06 72407

Rishi в сообщении #711322 писал(а):

Не понял причём здесь электростатика.

Решите задачу, которую я написал ( post707805.html#p707805 ) - поймёте. Ток с внешней обкладки будет, а тока смещения между обкладками - не будет.

Rishi в сообщении #711322 писал(а):

Давайте просто восполним пробел, напишем наконец то, чего до сих пор не разъяснено ни в одном учебнике.

Вообще-то наоборот, во всех учебниках написано. И основной учебник - Ландау-Лифшиц "Теория поля". Впрочем, годится любой аналогичный. Фейнман и Парселл - это перепевы для детей, урезанные.

Rishi в сообщении #711322 писал(а):

Скажу грубо, но наглядно: причина действует перпендикулярно следствию. Это ерунда по определению.

Разумеется, ерунда. Ни у причины, ни у следствия нет никаких направлений, и никаких "действует перпендикулярно". Вот у физических величин (поле, поток энергии) направление есть. И они бывают перпендикулярны. Но ваша ерунда из этого не следует.

Rishi в сообщении #711322 писал(а):

Это вызовет изменение величины E около поверхности пластины конденсатора. Что вызовет вихрь поля H и т.д. по Максвеллу, а направление распространения ЭМ волны укажет вектор Пойнтинга.

Нет. Там не обязательно будет электромагнитная волна. Обычно там будет ближнее поле. Вектор Пойнтинга укажет направление потока энергии.

Rishi в сообщении #711322 писал(а):

То есть вы хотите сказать, что вся энергия плещется через боковую мизерную щель, а ток смещения течёт от пластины к пластине? Это беспредел логической некогерентности мышления.

Это физика, а обзываться получите право, когда сдадите экзамен.

Rishi в сообщении #711322 писал(а):

Работа - это характеристика эффективности действия силы в данном направлении. Энергия - это характеристика (мера) способности тела совершать работу.

Не-а. Два балла за базовые определения. Что такое энергия, написано в том же Фейнмане, в 1 томе. Двоечники напрасно не читают учебника.

Rishi в сообщении #711322 писал(а):

Каким образом, откуда при этом можно вымыслить, что поток энергии будет перпендикулярен выполняющей работу силе и току смещения? Приведите хоть какую-нибудь логику.

Логика вся написана в учебниках. Зачем вам её здесь повторять, если вы учебников не читаете?

rustot · 29/11/11 4390

Rishi в сообщении #707805 писал(а):

Не согласен, посмотрите определение ротора - это предел lim в точке. Хорошо, хорошо, допустим, я что-то не так понимаю никто из нас от этого не застрахован.

ротор это производная, хоть и необычная. есть гора, двумерная, у нее есть высоты, и есть производная от высоты по расстоянию - уклон. и вы знаете велчиниу уклона в какой то точке горы. вот это и есть аналог ротора. дает это вам информацию о высоте текущей точки? нет. что произойдет если изменить уклон в окрестности точки? изменятся _все_ высоты отсюда и до бесконечности, причем неизвестно то ли слева они выросли то ли справа уменьшились, нужно еще и граничные условия задать. но это не значит что это вообще бесполезная величина, некоторые отдельные локальные характеристики горы вы из величины уклона узнаете. чтобы узнать H нужно узнать _все_ rotH повсюду, а не локально, но зато можно узнать допустим циркуляцию H по контуру из локальных rotH, в каждой точке контура H не узнаете, а сумму узнаете.

Rishi в сообщении #711322 писал(а):

Давайте просто восполним пробел, напишем наконец то, чего до сих пор не разъяснено ни в одном учебнике. Предлагаю скрестить Фейнмана и Парселла. Фейнман рисует вектор Пойнтинга, а Парселл - ток смещения в конденсаторе в квазистационарном случае. То есть вектор плотности потока энергии направлен из/в конденсатор через боковую поверхность, а ток смещения от одной пластины к другой. Скажу грубо, но наглядно: причина действует перпендикулярно следствию. Это ерунда по определению.

возьмем симметричный конденсатор к пластинам которого по прямой подходят длинные предлинные провода, а потенцил изначально нулевой, так что потенциалы пластин и подводящих проводов растут в разные стороны

посмотрим сначала на провода. провод отрицательного потенциала, E направлен радиально внутрь, H колечками вокруг провода, значит П вдоль провода по направлению к конденсатору. на положительном проводе H направлено так же а E в обратную сторону, так что П опять. E линейно нарастает, H остается неизменным, П линейно нарастает, то есть в единицу времени протекает все больше и больше энергии, оно и понятно U*I то растет при постоянном токе.

что там около конденсатора делается. там E уже направлено не совсем радиально к проводу а начинает все больше и больше загибаться к пластине. а H по прежнему теми же колечками. значит П начинает отворачивать от провода к краю конденсатора. ну и между пластинами понятно, ток спещенния однородный и перпендикулярный пластинам, H все теми же колечками, пожиже но пошире. П огибает пластины, вливается в зазор и горизонтально идет к центру постепенно убывая вместе с H. почему убывая - потому-что оседает в поле между пластинами

теперь почему такая картина, почему энергия рисуется не там где электроны толкаются, а где-то сбоку? да потому-что речь об энергии поля. шла бы речь о другом представлении энергии, где она сосредоточена - использовались бы и другие механизмы описания. потенциальня энергия отталкивания двух электронов - она где? где ее нарисовать? ну вот сдвигаем два элетрона, прикладываем силу и совершаем работу, энергия втекает непосредственно в электрон? в оба поровну? прямо в точку стекается или вокруг собирается? несколько электронов летят параллельным курсом, в результате эффекта самоиндукции у них появляется эффект коллективной инерции, на много порядков превышающий инерцию массовую. как будто их масса на много порядков выросла и теперь они обладают большой как бы кинетической энергией. в каком виде ее изобразить и какой области пространства приписать? опять в электроны вливать?

вот и придумывали вписывать энергию полю. два электрона сблизили, поле модифицировалось, некая функция от электрического поля (от всего поля, интеграл по всему объему) подросла аккурат на величину совершенной работы. группу электронов разогнали - а некоторая функция от магнитного поля опять же подросла аккурат на величину работы по разгону. и эта энергия как бы размазана по всему объему где только есть поле. такой ответ на вопрос "а где собственно хранится энергия" диктует и свое описание направлений потоков этой энергии

можно наверное придумать систему в которой энергия втекает именно в электрон. но она будет постраннее чем поле обладающее энергией. допустм притащили один электрон к другому, совершили работу, он теперь обладает энергией. а второй нет, его не двигали. но если его отпустить то он наберет кинетическую энергию, а первый потеряет потенциальную. это менее странно чем энергия поля?

Munin · 30/01/06 72407

rustot в сообщении #711339 писал(а):

ротор это производная, хоть и необычная. есть гора, двумерная, у нее есть высоты, и есть производная от высоты по расстоянию - уклон. и вы знаете велчиниу уклона в какой то точке горы. вот это и есть аналог ротора.

Это, пгостите, градиент. А ротор - другая необычная производная.

Остальная часть пояснения правильная.

Rishi · 17/12/06 ∞ 241 Санкт-Петербург

rustot в сообщении #711339 писал(а):

посмотрим сначала на провода. провод отрицательного потенциала, E направлен радиально внутрь, H колечками вокруг провода, значит П вдоль провода по направлению к конденсатору. на положительном проводе H направлено так же а E в обратную сторону, так что П опять. E линейно нарастает, H остается неизменным, П линейно нарастает, то есть в единицу времени протекает все больше и больше энергии, оно и понятно U*I то растет при постоянном токе.

Да, в длинном проводнике так и есть. Причём в каждой точке в диэлектрике вблизи поверхности проводника П перпендикулярен Е и Н. Там идёт волна, то есть процесс распределён во времени. Поле совершает работу по поляризации диэлектрика. Представим себе молекулы неполярного диэлектрика в виде гантелей, стоящих перпендикулярно волновому вектору вдоль поверхности проводника, по которому идёт переменный ток. Сдвиг центров положительного и отрицательного заряда одной из гантелей вызывает вихрь магнитного поля, который воздействует на соседнюю гантель и т.д. То есть в каждой точке диэлектрика обнаруживается причинно-следственная связь: сдвиг центров - магнитное поле - действие на боковую гантель. И здесь действительно сила, сдвигающая гантель действует перпендикулярно П, но это определяется существованием магнитной составляющей поля, действующей в направлении перпендикулярном электрической составляющей.

Цитата:

что там около конденсатора делается. там E уже направлено не совсем радиально к проводу а начинает все больше и больше загибаться к пластине. а H по прежнему теми же колечками. значит П начинает отворачивать от провода к краю конденсатора. ну и между пластинами понятно, ток смещенния однородный и перпендикулярный пластинам, H все теми же колечками, пожиже но пошире. П огибает пластины, вливается в зазор и горизонтально идет к центру постепенно убывая вместе с H. почему убывая - потому-что оседает в поле между пластинами

Посмотрите на рисунок плоского конденсатора в любом учебнике (для низкой частоты), там линии Е всегда перпендикулярны плоскости пластин и у Фейнмана в том числе. И лишь незначительные искажения по краям - краевой эффект. Кпд конденсатора на низких частотах 90 с лишним процентов, так что это боковое "оседание" составляет мизер - несколько процентов.
Так что везде в дальнейшем, имея в виду квазистационарный случай, я буду искажением линий Е поля пренебрегать.

Цитата:

теперь почему такая картина, почему энергия рисуется не там где электроны толкаются, а где-то сбоку? да потому-что речь об энергии поля. шла бы речь о другом представлении энергии, где она сосредоточена - использовались бы и другие механизмы описания. потенциальная энергия отталкивания двух электронов - она где?

Энергию нельзя нарисовать - это абстракция. А вот поток энергии должен согласоваться с механизмом передачи взаимодействий. И в каждой точке поверхности длинного провода он чётко по Максвеллу взаимосвязан с поперечным характером распространения ЭМ волны.
Рассмотрим заряженный плоский конденсатор. Там гантели диэлектрика расставлены перпендикулярно пластинам и вдоль линий Е и как я допустил эти линии прямые. Рассмотрим квазистационарный случай. Тогда если заряд пластин изменится, то это произойдёт мгновенно по всей площади пластин. Значит на все, прилежащие непосредственно к пластинам гантели подействует изменённая электрическая сила и гантели, например, сожмутся. (Пусть это произойдёт чут-чуть не одновременно и вдоль поверхности всё-таки побежит ЭМ волна и поток П, но этот мизер, дающий несколько процентов уменьшения кпд конденсатора я не учитываю).
Вопрос в том, за счёт чего начнут сжиматься гантели, примыкающие не сбоку к гантелям первого слоя (там за счёт магнитного поля), а расположенные вдоль линий Е ? То есть за счёт чего возникнет ток смещения в направлении от одной плаcтины к другой? Тут Мунин намекает на некое новое "ближнее" поле, видимо не электромагнитное. Однако не расшифровывает его природу. Итак, нечто действует в направлении от одной пластины к другой, создавая ток смещения. Что такое это нечто, если по Максвеллу энергия в диэлектрике передаётся с помощью поперечных ЭМ волн, которые в данном случае не могут двигаться в направлении от одной пластины к другой?

Munin · 30/01/06 72407

Rishi в сообщении #718120 писал(а):

Энергию нельзя нарисовать - это абстракция.

Энергия - это число. А поток энергии - вектор. И то, и другое нарисовать можно.

Rishi в сообщении #718120 писал(а):

А вот поток энергии должен согласоваться с механизмом передачи взаимодействий.

Он согласуется. Просто не так, как хочется наивным неучам.

Rishi в сообщении #718120 писал(а):

И в каждой точке поверхности длинного провода он чётко по Максвеллу взаимосвязан с поперечным характером распространения ЭМ волны.

Он вообще не связан с электромагнитной волной. Потому что электромагнитной волны там нет. Там ближняя зона. (В волноводе - а не в проводе! - может распространяться электромагнитная волна, и в таком случае поток энергии будет направлен вдоль волновода, без проблем. Но провод - это не волновод.)

Rishi в сообщении #718120 писал(а):

Рассмотрим квазистационарный случай.

Вы не умеете рассматривать квазистационарный случай. Точка.

Rishi · 17/12/06 ∞ 241 Санкт-Петербург

Munin в сообщении #711331 писал(а):

Вообще-то наоборот, во всех учебниках написано. И основной учебник - Ландау-Лифшиц "Теория поля". Впрочем, годится любой аналогичный. Фейнман и Парселл - это перепевы для детей, урезанные.

Насколько я понимаю, ЛЛ - это не учебник, а скорее справочник, так что там вряд ли можно ожидать подробного наглядного описания. А перепевы Фейнмана и Парселла что-то не очень для детей. Тем более, что вы пытаетесь найти то, чего там нет. У Фейнмана нет магнитных силовых линий внутри конденсатора при зарядке/разрядке. И у меня нет никаких оснований предполагать, что он их просто забыл там нарисовать. Тем более, что в тексте, обсуждая этот случай, он там про магнитное поле внутри конденсатора и не упоминает. Снаружи - другое дело и это есть на рисунке. Но тогда вопрос в том, как оно возникнет снаружи если оно не выходит изнутри? Точнее оно будет снаружи, но это только небольшой краевой эффект, несколько процентов. И вектор Пойнтинга там уже не перпендикулярен боковой поверхности.

Цитата:

Разумеется, ерунда. Ни у причины, ни у следствия нет никаких направлений, и никаких "действует перпендикулярно".

Это я образно выразился, надо понимать, здесь всё-таки не детский сад. Однако, для распространения тока смещения от одной пластины к другой должна быть причина.

Цитата:

Нет. Там не обязательно будет электромагнитная волна. Обычно там будет ближнее поле. Вектор Пойнтинга укажет направление потока энергии.

Где у Максвелла рассказывается о "ближнем" поле, это новая форма материи или что-то ещё?
Как распространяется это поле, перпендикулярно электромагнитному? То есть это не поперечные волны? Ну тогда это то, о чём я и говорю. Продольное электрокинетическое поле, накладывающееся на стационарное электрическое, являющееся причиной тока смещения, вызывающее смещения центров зарядов диэлектрика в направлении Е, потому что div A не равна нулю. Это скалярное поле мы обозначаем divA=T тогда как rotA=B. Тут Оккама боятся не надо, так как это не какой-то новый вид поля. Т и B - всего лишь выражают искажение электрического поля при относительном движении зарядов. Что и говорил Ампер относительно магнитного поля. Г.В.Николаев называет это поле продольным скалярным магнитным. На мой взляд - это не правильно. Потому что исторически магнитный эффект как раз обозначал поперечный эффект, а продольный - это продольный электрокинетический. Но название пока конечно условное, ещё не устоявшееся.

Цитата:

Не-а. Два балла за базовые определения. Что такое энергия, написано в том же Фейнмане, в 1 томе. Двоечники напрасно не читают учебника.

У Фейнмана там общие рассуждения и чёткого определения нет. Или это вот это: "Важно понимать, что физике сегодняшнего дня неизвестно, что такое энергия. Мы не считаем, что энергия передается в виде маленьких пилюль. Ничего подобного. Просто имеются формулы для расчёта определённых численных величин, сложив которые, мы получаем число 28 – всегда одно и то же число. Это нечто отвлечённое, ничего не говорящее нам ни о механизме, ни о причинах появления в формуле различных членов." Вот я прочитал и выписал, теперь стало легче? Но я и не сомневался, что энергия - это абстракция (число), но когда речь идёт о потоке энергии, это уже что-то более конкретное.

У вас "ближняя зона" - это бирка, этикетка, а меня интересует физический смысл. Как это ближнее поле распространяется от одной пластины к другой. Для поперечного распространения Максвелл придумал магнитное поле, а для продольного распространения тоже что-то должно быть. Это не просто закон Кулона.

Munin · 30/01/06 72407