Каким образом напряжению удаётся так быстро распространиться

[Rishi]

UR4III в сообщении #727044 писал(а):

А почему поле распространяется по ПОВЕРХНОСТИ проводника, а не по его "телу".

Вдоль поверхности проводника. Ну там вроде как по Максвеллу ЭМ волны распространяются в диэлектриках, а не в проводниках.
А вы думаете там могут быть ещё какие-то волны, неэлектромагнитные ?

[rustot]

при чем тут волны и диэлектрики. поле распространяется и в теле проводника и рядом. плотность тока равна произведению напряженности поля и проводимости, если бы поле в теле проводника не появилось то и тока в нем не было бы, если только это не сверхпроводник

это вы наверное с распределением вектора пойнтинга перепутали, вот он направлен вдоль провода с постоянным током только вне провода, потому-что радиальная составляющая поля есть только вне провода. ну так этот вектор же не поле, а функция от него

[Munin]

При больших частотах появляется скин-эффект, но в масштабе опытов "подключили к проводу батарейку" он пренебрежимо мал.

[Rishi]

rustot в сообщении #727413 писал(а):

при чем тут волны и диэлектрики. поле распространяется и в теле проводника и рядом. плотность тока равна произведению напряженности поля и проводимости, если бы поле в теле проводника не появилось то и тока в нем не было бы, если только это не сверхпроводник

То есть вы считаете, что распространение поля вдоль поверхности проводника не принимает участие в проталкивании зарядов?
Тут тогда можно сравнить две аналогии. В одном случае у нас есть два бака на разном расстоянии от земли. Вода по трубе переливается и при этом на каждый элемент жидкости действует сила тяжести.
Либо баки на одном уровне, а вода перекачивается насосом, который воздействует на небольшой участок поверхности жидкости с торца трубы. Но насос не сможет сразу сдвинуть всю массу воды, находящуюся в трубе. То есть процесс распространения сдвига будет идти с задержкой, то есть это волновой процесс. Для получения волновых уравнений электродинамики в диэлектрике Максвеллу потребовалось два поля E и H, действующие в направлении перпендикулярном рапространению волны.
В нашем случае направление движения волны совпадает с направлением E в проводнике. Напишите уравнения, описывающие данный волновой процесс.

[rustot]

да какой волны, где вы волну взяли? обычная кинематика. на электрон действует поле, он двигается, сдвинувшиеся тоже создают поле, потому-что так откуда они сдвинулись заряд стал положительным, а куда сдвинулись - отрицательный. сумма всех созданных ими полей и есть поле вдоль проводника. проложите вместо проводника диэлектрический шнур, никакого движения зарядов не будет а значит и поле "распространяться" не будет, некому его создать вдоль шнура. "распространение поля" - это создание нового поля. то поле которое было создано зарядами на контактах батарейки и осталось каким было, быстро убывающим с расстоянием до нее. а к нему приплюсовалось поле, созданное зарядами в проводнике

[Rishi]

rustot в сообщении #727709 писал(а):

да какой волны, где вы волну взяли?

Не все электроны в проводнике приходят в движение одновременно (это экспериментальный факт). А это волна. Поле впихнутого электрона действует на ближайший электрон, тот имеет массу и поэтому постепенно разгоняется и тогда его поле действует на следующий. И т.д.

[rustot]

ну так это и есть кинематика. так же как последовательность грузиков соединенных пружинками. перемещение грузов и распространие силы вдоль их цепи будет подчиняться тем же законам как и перемещение электронов и распространение силы (то есть поля) вдоль их цепи. массу можно не учитывать, инерционность их определяется взаимным электромагнитным влиянием при ускорении, т.н. самоиндукцией. от этого, а также от емкости провода (то есть сколько именно нужно их передвинуть чтобы создать нужное поле) и зависит длительность этого процесса устаканивания, то есть скорость "распространения поля"

[UR4III]

Rishi в сообщении #727716 писал(а):

Поле впихнутого электрона действует на ближайший электрон, тот имеет массу и поэтому постепенно разгоняется и тогда его поле действует на следующий. И т.д.

rustot

Цитата:

так же как последовательность грузиков соединенных пружинками. перемещение грузов и распространие силы вдоль их цепи будет подчиняться тем же законам как и перемещение электронов и распространение силы (то есть поля) вдоль их цепи.

Вы почему-то не упоминаете о диэлектрике, окружающем провод. Получается, что скорость распространения поля от него не зависит.

[Munin]

Rishi в сообщении #727707 писал(а):

Напишите уравнения, описывающие данный волновой процесс.

$\dfrac{\partial^2V}{\partial x^2}=LC\dfrac{\partial^2V}{\partial t^2}+(RC+GL)\dfrac{\partial V}{\partial t}+GRV$
$\dfrac{\partial^2I}{\partial x^2}=LC\dfrac{\partial^2I}{\partial t^2}+(RC+GL)\dfrac{\partial I}{\partial t}+GRI$

И кончайте мутить воду.

-- 24.05.2013 16:05:30 --

UR4III в сообщении #727761 писал(а):

Вы почему-то не упоминаете о диэлектрике, окружающем провод. Получается, что скорость распространения поля от него не зависит.

Зависит, конечно. От него зависят погонные параметры $L,C,G.$

[rustot]

UR4III в сообщении #727761 писал(а):

Вы почему-то не упоминаете о диэлектрике, окружающем провод. Получается, что скорость распространения поля от него не зависит.

завернули провод в диэлектрик, тем ослабили его поле и значит уменьшили потенциал, теперь для достижения нужного потенциала нужно подвинуть больше электронов и на это нужно больше времени. короче емкость увеличили. сколько нужно подвинуть заряда - емкость, насколько заряд инерционен - индуктивность

[JoAx]

rustot в сообщении #727719 писал(а):

ну так это и есть кинематика. так же как последовательность грузиков соединенных пружинками.

Или вот это:
http://m.youtube.com/watch?v=X_RkXo-2J9U

[Tim]

Тоже люблю сравнивать провода с трубами. Вдруг показалось странной разница между скоростью звука и света. Вот прикинул тогда - скорость звука в воде примерно $1500m/s$, что в $200000$ раз меньше световой. Тогда масса молекулы воды примерно $3*10^-26 kg$, в $33000$ раз больше массы электрона. Не совсем совпало, конечно, но уже не так страшно)).

[Sergeevich]

Tim в сообщении #731912 писал(а):

Тоже люблю сравнивать провода с трубами.

В каком-то приближении можно, если еще принять кинетическую скорость потока жидкости, как индуктивность проводника.

[Munin]

Свет не электроны переносят.

[Tim]

Не свет, а его скорость, близко к которой распространяется напряжение.