Последовательное подключение резистора и конденсатора

[Unk1nd]

На схеме представленной выше конденсатор зарядится до ЭДС источника ( если его внутреннее сопротивление не учитывать, $r=0$). Ведь так ?
Если это так, то я не понимаю физику процесса, ведь разность потенциал на его обкладках будет различаться от разности потенциалов на источнике тока из-за резистора.

[whiterussian]

Почему вы так решили?

[Sergey from Sydney]

Unk1nd в сообщении #980376 писал(а):

На схеме представленной выше конденсатор зарядится до ЭДС источника ( если его внутреннее сопротивление не учитывать, $r=0$).

А вы посмотрите на формулу: как зависит от времени напряжение на обкладках конденсатора и сделайте вывод. Кстати, наличие внутреннего сопротивления у источника ничего принципиально не меняет.

[Munin]

Unk1nd в сообщении #980376 писал(а):

Если это так, то я не понимаю физику процесса, ведь разность потенциал на его обкладках будет различаться от разности потенциалов на источнике тока из-за резистора.

После того, как конденсатор зарядился, через резистор ток не течёт, и поэтому на нём нет падения напряжения. Можно мысленно заменить его просто куском провода. Теперь вы согласитесь, что разность потенциалов на обкладках конденсатора равна разности потенциалов на источнике ЭДС?

[Unk1nd]

Munin
Да, но еще один момент: сила тока через резистор уменьшается, напряжение так же уменьшается до нуля, а значит потенциалы с двух сторон на резисторе становятся одинаковые, отсюда на конденсаторе напряжение равное ЭДС, верно ? *__*

[Munin]

Да. Напряжение и разность потенциалов - это одно и то же.

[Unk1nd]

Munin
Раз речь пошла о потенциале, тогда у меня последние два вопроса, которые не дают мне покоя. 1) Если в поле заряда поместить незаряженный шар, то понятие потенциала шара относится к сумме потенциалов, обусловленных собственным зарядом шара, который равен нулю, и зарядом, помещенного рядом ? 2) Если незаряженный шар обладает потенциалом из-за рядом находящегося заряда, значит он будет оказывать физические воздействия, к примеру, на пролетающие рядом заряженные частицы ?

[zer0]

А автора темы явные проблемы с пониманием потенциала.

[Munin]

Unk1nd в сообщении #980699 писал(а):

1) Если в поле заряда поместить незаряженный шар, то понятие потенциала шара относится к сумме потенциалов, обусловленных собственным зарядом шара, который равен нулю, и зарядом, помещенного рядом ?

Если в поле заряда поместить незаряженный шар, то он поляризуется. На одной стороне шара - ближней к заряду - образуются разноимённые индуцированные заряды. На другой стороне - дальней от заряда - образуются одноимённые заряды. Сумма всех этих зарядов будет равна нулю, но поскольку они распределены в пространстве по-разному, то они будут давать разные потенциалы.

Можно рассмотреть такие случаи:
- неполяризующийся шар - $\varepsilon=1$;
- поляризующийся диэлектрический шар - $\varepsilon>1$;
- проводящий шар - в этом случае он будет вести себя так же, как диэлектрический в пределе $\varepsilon\to+\infty.$
У неполяризующегося шара не будет индуцированных зарядов. У поляризующегося они будут, связанные. У проводящего индуцированные заряды будут свободные - их можно снять, например, прикоснувшись к шару щупом - но пока мы не трогаем шара, они будут такие же, как связанные.

У неполяризующегося шара внутри шара будут разные потенциалы. Такие же, какие были бы в пустом пространстве около заряда: поскольку шар имеет конечные размеры, то одни точки ближе к заряду, а другие дальше, и потенциал в них разный.

У поляризующегося шара, за счёт связанных зарядов, потенциалы будут в общем тоже разные, но они будут отличаться между собой меньше.

У проводящего шара установится один потенциал по всему объёму шара.

Потенциал в любом случае будет суммой потенциалов, обусловленных собственным зарядом шара, и зарядом, помещенного рядом. Но то, что собственный заряд шара суммарно равен нулю, для потенциала ещё ничего не значит (точнее, это значит, что в каких-то отдельных точках потенциал, создаваемый этими зарядами, будет равен нулю - но полное распределение потенциала в пространстве будет практически каким угодно).

Unk1nd в сообщении #980699 писал(а):

2) Если незаряженный шар обладает потенциалом из-за рядом находящегося заряда, значит он будет оказывать физические воздействия, к примеру, на пролетающие рядом заряженные частицы ?

Да, конечно. Но не из-за потенциала. А из-за того, что он будет поляризован, и на нём будут индуцированные заряды - вот они и будут воздействовать на пролетающие рядом заряженные частицы.

Можно взять частный случай, когда незаряженный шар неполяризующийся. Тогда потенциал у него будет ненулевой, но физического воздействия на пролетающие рядом заряженные частицы он не будет оказывать. Заряженные частицы будут испытывать только влияние того заряда, который находится рядом с шаром.

-- 21.02.2015 10:32:01 --

zer0 в сообщении #980731 писал(а):

А автора темы явные проблемы с пониманием потенциала.

А у кого их нет? Тема довольно сложная для начинающих.

Сложность этой темы мне представляется в том, что с одной стороны, потенциал создаётся зарядами, а с другой - потенциал влияет на заряды. Получается этакая "обратная связь", и математическая, и физическая. Приходится решать совместную задачу на нахождение и зарядов и потенциалов. Или по крайней мере, представлять себе её интуитивно.

[Unk1nd]

Munin в сообщении #980733 писал(а):

У проводящего шара установится один потенциал по всему объёму шара.

Вот здесь у меня возник вопрос. В центре шара потенциалы индуцированных зарядов равны нулю, а значит, чтобы вычислить потенциал шара, достаточно вычислить потенциал поля ( созданного рядом находящимся зарядом ) в центре шара ?
Но огромное спасибо, объяснили всё довольно конструктивно.

zer0 в сообщении #980731 писал(а):

А автора темы явные проблемы с пониманием потенциала.

Спасибо, КЭП. Если бы их у меня не было, то меня бы здесь не было. Меня интересовали лишь отдельные случаи.

[OlegCh]

Потенциал - понятие, относящееся к полю (точнее даже к какой-то точке этого поля), созданному зарядом (зарядами). При чем тут вообще потенциал какого-то шара, тем более, не заряженного? Смешали все в кучу и пытаетесь разобраться...

[Munin]

Unk1nd в сообщении #980777 писал(а):

Вот здесь у меня возник вопрос. В центре шара потенциалы индуцированных зарядов равны нулю, а значит, чтобы вычислить потенциал шара, достаточно вычислить потенциал поля ( созданного рядом находящимся зарядом ) в центре шара ?

Да, правильно.

OlegCh в сообщении #980784 писал(а):

Потенциал - понятие, относящееся к полю (точнее даже к какой-то точке этого поля), созданному зарядом (зарядами). При чем тут вообще потенциал какого-то шара, тем более, не заряженного?

Речь идёт о способе вычисления потенциала: поскольку уравнение Пуассона линейное и подчиняется принципу суперпозиции, то можно разложить потенциал, созданный несколькими зарядами (несколькими системами зарядов) на слагаемые, которые созданы каждым из этих зарядов (каждой из подсистем зарядов) по отдельности. $\Delta(\varphi_1+\varphi_2)=-4\pi(\rho_1+\rho_2).$

Но этот метод хорошо работает, когда распределение зарядов в каждой подсистеме известно само по себе. А в общем случае, заряды движутся под действием поля, созданного другими зарядами, так что для того, чтобы найти распределение зарядов в целом, требуется знать и поле в целом, и опять же - распределение зарядов в целом. Такое разложение на составляющие может играть вспомогательную роль, чтобы понять часть задачи.

Unk1nd
Может быть, это выходит за рамки заданных вами вопросов и вашего интереса, но почитайте
Фейнмановские лекции по физике. Выпуск 6. Электродинамика.
главу 19. Принцип наименьшего действия.
Там вы узнаете ещё кое-что интересное о потенциале и о способах его вычисления.