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
 
 Поле электростатическое и электрическое
Сообщение04.03.2014, 12:20 


01/12/13
106
В этих терминах нет разницы никакой?
Особенно это интересно при рассмотрении проводников второго рода.
Предположим мы внесём два статических заряда (противоположных по знаку) в раствор электролита - потечёт ток произойдёт разрядка ионов на поверхности носителей этих статических зарядов - однако в чём этот процесс будет отличаться от "традиционного" электролиза путём подключения электродов к ЭДС. В этом случае в среде создаётся тоже электрическое поле?

PS
1. Статический заряд - создаёт только электрическое (или электростатическое поле), но никак не магнитное?

2. При движении ионов в проводнике второго рода (в самом объёме раствора) возникает магнитное поле или же только вокруг проводника? (В приближении если говорить)

3. Имеем один заряд (или два противоположных) статических зарядов. И имеем следующую теоретическую установку:
Статический заряд (+) - диэлектрик (воздух) или вакуум - проводник второго рода - диэлектрик (воздух) или вакуум - статический заряд (-).
В этом случае можно ли рассчитать теоретически какая минимальная величина должна быть у зарядов, чтобы произвести поляризацию проводника второго рода, а главное оценить временную силу тока в этом проводнике? Разумеется, в этом случае ионы только скапливаются на концах проводника.

 Профиль  
                  
 
 Re: Поле электростатическое и электрическое
Сообщение04.03.2014, 13:12 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
rambler87 в сообщении #832530 писал(а):
В этих терминах нет разницы никакой?

Электрическое поле является электростатическим, только когда все заряды неподвижны, и нет переменных по времени электрических и магнитных полей.

rambler87 в сообщении #832530 писал(а):
Предположим мы внесём два статических заряда (противоположных по знаку) в раствор электролита - потечёт ток произойдёт разрядка ионов на поверхности носителей этих статических зарядов - однако в чём этот процесс будет отличаться от "традиционного" электролиза путём подключения электродов к ЭДС.

Ни в чём, кроме того, что быстро закончится.

rambler87 в сообщении #832530 писал(а):
В этом случае в среде создаётся тоже электрическое поле?

Да.

rambler87 в сообщении #832530 писал(а):
2. При движении ионов в проводнике второго рода (в самом объёме раствора) возникает магнитное поле или же только вокруг проводника? (В приближении если говорить)

При любом протекании тока возникает магнитное поле везде в объёме (кроме сверхпроводников). Это просто видно из уравнения Максвелла $\oint\mathbf{B}\,d\boldsymbol{\ell}=(4\pi/c)\int\mathbf{j}\,d\mathbf{S},$ если взять контур внутри проводника, охватывающий часть линий тока. Дальше, для контура, охватывающего целиком проводник, циркуляция достигает максимального значения, и дальше не меняется, а магнитное поле спадает (поскольку длина контура растёт). Для круглого однородного контура магнитное поле нарастает до его поверхности, на ней максимально, и дальше спадает.

rambler87 в сообщении #832530 писал(а):
В этом случае можно ли рассчитать теоретически какая минимальная величина должна быть у зарядов, чтобы произвести поляризацию проводника второго рода

Эта поляризация будет происходить всегда, при любой величине зарядов.

rambler87 в сообщении #832530 писал(а):
а главное оценить временную силу тока в этом проводнике?

Это можно сделать из оценок ёмкости и проводимости.

 Профиль  
                  
 
 Re: Поле электростатическое и электрическое
Сообщение05.03.2014, 12:47 


01/12/13
106
Огромное спасибо за разъяснения. Честно говоря, когда начинает дело касаться этих полей и тензеров - то в следствии частого отсутствия повседневного опыта возникает куча вопросов, особенно у биологов)).

-- 05.03.2014, 13:56 --

Ещё такой, надеюсь пока последний, мысленный эксперимент.
Имеем две установки:
I. катод | проводник второго рода | анод
II. (-) стат.заряд | диэл. | проводник второго рода | диэл. | (+) стат. заряд

В первом случае через проводник второго рода потечёт постоянный ток
Во втором случае мы будем иметь временный ток пока происходит поляризация проводника да? То есть можно подобрать заряды статические так, чтобы никакой разницы между физическим состоянием проводника второго рода в первом и втором экспериментах не было. Пусть даже это продлится очень небольшой промежуток времени

 Профиль  
                  
 
 Re: Поле электростатическое и электрическое
Сообщение05.03.2014, 13:23 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407

(Оффтоп)

Не могли бы вы не употреблять странное словосочетание "проводник второго рода"? Оно не употребляется в физике. Да, я нашёл его даже в Википедии, но принятая там классификация (I рода - электронная проводимость, II рода - ионная) очевидно неполна и несёт мало смысла. В неё не укладываются полупроводники, жидкие металлы, газы и плазма, и многие другие среды (сверхпроводники, например). Для того, чтобы уточнить, о чём идёт речь, вполне достаточно сказать "электролит". Это будет точно передавать вашу мысль.


И наконец, всё то, о чём вы спрашиваете, совершенно не зависит от того, проводник какого рода обсуждается. Можно мысленно заменить электролит на металл, и получить тот же самый ответ, и он будет правильным.

rambler87 в сообщении #832982 писал(а):
В первом случае через проводник второго рода потечёт постоянный ток
Во втором случае мы будем иметь временный ток пока происходит поляризация проводника да?

Да.

rambler87 в сообщении #832982 писал(а):
То есть можно подобрать заряды статические так, чтобы никакой разницы между физическим состоянием проводника второго рода в первом и втором экспериментах не было. Пусть даже это продлится очень небольшой промежуток времени

Да. Но смысла в этом утверждении немного, потому что после этого промежутка времени физические явления станут разными. Не представляю, где и как это можно было бы с пользой использовать.

 Профиль  
                  
 
 Re: Поле электростатическое и электрическое
Сообщение05.03.2014, 14:17 


01/12/13
106
Например для фундаментальных исследований - у клеток многих организмов, имеющих свой мембранный "потенциал покоя", под действием внешнего электрического тока происходят перераспределения мембранного потенциала, что приводит к массе разнообразных последствий.
Например, под действием внешнего электрического поля мембрана клетки поляризуется - то есть с одной стороны имеем гиперполяризацию, с другой деполяризацию, это приводит к открытию или закрытию определённых "потенциал чувствительных" ионных каналов - проводимость которых влияет опять же на потенциал мембраны и на этологические (двигательные) реакции клеток.
В общем, как результат клетки могут проявлять активное движение к катоду или к аноду (или двигаться поперёк линий напряжённости электрического поля). То есть это не электрофоретические процессы.

На самом деле мне этот мысленный эксперимент был нужен постольку, поскольку наличие различного рода электродных процессов усложняет картину.

(Оффтоп)

У меня "проводник второго рода" всегда ассоциировался со сложными кинетическими процессами - электролизом и т.д.)) Когда Электрохимические превращения веществ обязательно имеют место быть. Конечно не очень охватывающий термин - как я понимаю к проводникам второго рода относятся любые проводники тока, в которых носителями зарядов выступают, помимо электронов, любые атомные комплексы

 Профиль  
                  
 
 Re: Поле электростатическое и электрическое
Сообщение05.03.2014, 15:12 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
rambler87 в сообщении #833014 писал(а):
Например для фундаментальных исследований - у клеток многих организмов, имеющих свой мембранный "потенциал покоя", под действием внешнего электрического тока происходят перераспределения мембранного потенциала, что приводит к массе разнообразных последствий.

Там всё сложнее, и перераспределение происходит не просто под действием внешнего тока, а под действием электрохимических причин: изменение активности тех или иных молекул. Впрочем, насколько я представляю, это в основном используется в нервных клетках, а в других биохимических процессах (фотосинтез и другая энергетика клетки) - можно ограничиться рассмотрением процессов, протекающих постоянно, а не быстропеременно. И даже насчёт нервных клеток у меня есть сомнения, а нужны ли там хотя бы какие-то уточнения к этому рассмотрению.

rambler87 в сообщении #833014 писал(а):
В общем, как результат клетки могут проявлять активное движение к катоду или к аноду (или двигаться поперёк линий напряжённости электрического поля). То есть это не электрофоретические процессы.

Ну, это уже никак не явления теории электричества, это сложные последствия биологического уровня.

rambler87 в сообщении #833014 писал(а):
На самом деле мне этот мысленный эксперимент был нужен постольку, поскольку наличие различного рода электродных процессов усложняет картину.

У меня "проводник второго рода" всегда ассоциировался со сложными кинетическими процессами - электролизом и т.д.)) Когда Электрохимические превращения веществ обязательно имеют место быть.

А не надо усложнять себе картину. Надо сначала попробовать рассмотреть более простую. Если всё становится очевидно, то и сложности не нужны.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 

Модераторы: whiterussian, Jnrty, profrotter, Парджеттер, Eule_A, Pphantom, photon, Aer, 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