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
01/01/18 20:50 UTC: Перешли на HTTPS в тестовом режиме. О проблемах пишите в ЛС cepesh.





Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение06.12.2016, 07:32 
Заслуженный участник


28/12/12
4639
Puls в сообщении #1174250 писал(а):
Поле от источника распространяется мгновенно (первичное поле установится мгновенно) а заряды по проводнику перемещаются сравнительно медленно т.е наведённое поле (обусловленное смещением зарядов по проводнику) должно по идее несколько запаздывать по времени (относительно первичного).

Характерное время установления распределения зарядов - максвелловское время релаксации $\dfrac{1}{4\pi\sigma}$, где $\sigma$ - электропроводность. Для воды получается меньше микросекунды, в хороших проводниках устанавливается практически мгновенно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение06.12.2016, 11:32 


20/10/15
57
Munin в сообщении #1174358 писал(а):
U-17 в сообщении #1174356 писал(а):
Но ведь в диэлектриках ток проводимости не протекает. Получается ток смещения.

Неправильно то, что протекает в диэлектриках, называть током смещения. Откуда вы взяли эту идею и вообще это слово?

Я читал, что в конденсаторах протекает ток смещения.
А так как, между обкладками конденсатора диэлектрик, то я решил, что во время поляризации диэлектриков протекает также ток смещения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение06.12.2016, 12:14 


05/09/16
2492
U-17 в сообщении #1174529 писал(а):
Я читал, что в конденсаторах протекает ток смещения.

"Ток смещения" не вполне удачный термин, посмотрите тут: topic75868.html возможно найдете полезные пояснения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение06.12.2016, 12:39 


05/12/16
4
DimaM в сообщении #1174501 писал(а):
Puls в сообщении #1174250 писал(а):
Поле от источника распространяется мгновенно (первичное поле установится мгновенно) а заряды по проводнику перемещаются сравнительно медленно т.е наведённое поле (обусловленное смещением зарядов по проводнику) должно по идее несколько запаздывать по времени (относительно первичного).

Характерное время установления распределения зарядов - максвелловское время релаксации $\dfrac{1}{4\pi\sigma}$, где $\sigma$ - электропроводность. Для воды получается меньше микросекунды, в хороших проводниках устанавливается практически мгновенно.


Понял. То есть зависит только от электропроводности. А от формы (размера) проводника и напряжённости приложенного поля (под действием которого заряды перераспределяются по объёму проводника) как раз не зависит. Понял, спасибо.

А если внести новое условие. Пусть заряды перемещаются в однородном постоянном магнитном поле. Как у ребят из кембриджа причём поперёк силовых линий. Тогда по теории электроны станут "закручиваться" и кристаллическая решётка проводника возможно станет помехой для движения (релаксации) собственных зарядов следовательно и время релаксации станет больше. Как вы считаете, такое возможно?
А ещё тогда получается что сам проводник будет греться (если поле переменное) причём чем больше частота и маг.индукция тем больше тепла :? вроде бы

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение06.12.2016, 12:45 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63917
Кристаллическая решётка зарядам абсолютно не мешает, по квантовым причинам. Они движутся в ней, как в вакууме.

Электрическое сопротивление обусловлено дефектами кристалла и фононами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение07.12.2016, 15:32 


20/10/15
57
wrest в сообщении #1174532 писал(а):
U-17 в сообщении #1174529 писал(а):
Я читал, что в конденсаторах протекает ток смещения.

"Ток смещения" не вполне удачный термин, посмотрите тут: topic75868.html возможно найдете полезные пояснения.

Так и не понял почему он неудачный.
Кстати, в той теме на последних страницах было сказано, что такой взгляд, что магнитное поле возникает из электрического - извращенный взгляд.
Разве магнитное поле не следствие переменного электрического.
Чисто магнитного поля ведь не существует, если я не ошибаюсь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение07.12.2016, 15:41 
Заслуженный участник


29/11/11
4259
U-17 в сообщении #1174878 писал(а):
Разве магнитное поле не следствие переменного электрического.


Поле одно, электромагнитное, а электрическое и магнитное - это его условные компоненты, на которое оно разбивается человеком для удобства, причем разбивается в разных системах отсчета по разному. Ведь критерием такого разбиения является то, как зависит сила действующая со стороны электромагнитного поля от скорости заряда относительно системы отсчета, а относительно разных систем отсчета его скорость разная.

То каким электромагнитное поле станет через $dt$ зависит от того каким оно является сейчас, то есть его текущее состояние является причиной его изменений (плюс дополнительные причины в виде состояния зарядов). На мой взгляд единственно что можно называть причинно следственными связями - это вот такие соотношения было->cтало.

Так что если уж говорить о причинах и следствиях, то текущее состояние системы - $\vec{E}, \vec{B}, \vec{j}$ это причина, а $\frac{\partial}{\partial t}$ всех этих величин - следствие. Если нам известны текущие $\vec{E}(t_0), \vec{B}(t_0), \vec{j}(t_0)$ то мы можем предсказать следствие, вытекающее из них - $\vec{E}(t_0+dt), \vec{B}(t_0+dt)$

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение07.12.2016, 16:05 


05/09/16
2492
U-17 в сообщении #1174878 писал(а):
Так и не понял почему он неудачный.

Потому что "ток" это движение зарядов, а заряды в "токе смещения" не двигаются. Электроны с одной обкладки конденсатора на другую не перепрыгивают.

U-17 в сообщении #1174878 писал(а):
Чисто магнитного поля ведь не существует, если я не ошибаюсь.

Смотря что этим называть. Вот есть постоянный магнит, у него "чисто магнитное" поле или нет?

U-17 в сообщении #1174878 писал(а):
Кстати, в той теме на последних страницах было сказано, что такой взгляд, что магнитное поле возникает из электрического - извращенный взгляд.

Для того чтобы это оценить надо почитать что там за "взгляд".

Вкратце, и очень на пальцах, взгляд этот состоит в том, что если мимо покоящегося наблюдателя что-то двигается, то это что-то кажется наблюдателю сжатым в направлении движения. Если двигаются заряды, то наблюдателю кажется что их плотность увеличивается по сравнению с неподвижными. Например, есть два параллельных провода с токами, текущими в одном направлении, скажем, одинаковых. Тогда каждому положительному заряду, неподвижному относительно обоих проводников, кажется что плотность отрицательных зарядов в соседнем проводнике увеличилась, а плотность положительных зарядов осталась той же, то есть у соседнего проводника появился одноименный заряд и значит надо туда притягиваться. Тоже чувствуют и отрицательные заряды -- в неподвижной относительно них системе отсчета они "видят" что плотность положительных зарядов увеличилась и, стало быть, надо притягиваться к соседнему проводу.
Если же токи текут в разные стороны, то все наоборот: заряды "видят" что плотность одноименных зарядов в соседнем проводнике увеличилась и, стало быть, от соседнего провода надо отталкиваться.

Но как говорят уважаемые участники этого форума, лучше таким взглядом не проникаться.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение07.12.2016, 19:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63917
U-17 в сообщении #1174878 писал(а):
Чисто магнитного поля ведь не существует, если я не ошибаюсь.

Ошибаетесь.

wrest в сообщении #1174891 писал(а):
Но как говорят уважаемые участники этого форума, лучше таким взглядом не проникаться.

Можно и проникнуться, но на определённом этапе обучения: когда читатель уже знаком и с уравнениями Максвелла в трёхмерной физике, и со СТО, и с уравнениями матфизики желательно... Тогда такое представление может встать как "замковый камень" в схему других знаний, и не вытеснит их, а только поможет им сосуществовать. А если им долбать слишком рано, то может возникнуть ошибочное ощущение "единственно верного взгляда", мешающее впитать остальную гору знаний.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение08.12.2016, 15:43 


20/10/15
57
wrest в сообщении #1174891 писал(а):
U-17 в сообщении #1174878 писал(а):
Так и не понял почему он неудачный.

Потому что "ток" это движение зарядов, а заряды в "токе смещения" не двигаются. Электроны с одной обкладки конденсатора на другую не перепрыгивают.

А как тогда лучше называть это явление?

U-17 в сообщении #1174878 писал(а):
Чисто магнитного поля ведь не существует, если я не ошибаюсь.
[/quote]
Смотря что этим называть. Вот есть постоянный магнит, у него "чисто магнитное" поле или нет?
Но ведь магнитное поле постоянного магнита вызвано орбитальными микротоками атомов железа. А чисто электрическое поле (электростатическое, потенциальное) образовано только зарядами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение08.12.2016, 15:50 
Заслуженный участник


29/11/11
4259
Нет, это вы воспроизводите представления 19 века о орбитальном движении. Но без разницы чем оно вызвано - эта компонента электромагнитного поля при этом есть, а электрическая нулевая, "чисто магнитное поле"

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение08.12.2016, 16:18 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63917
U-17 в сообщении #1175167 писал(а):
Но ведь магнитное поле постоянного магнита вызвано орбитальными микротоками атомов железа.

В том-то и дело, что нет. Хотя во многих учебниках для начинающих эту картинку изображают, и она частично помогает что-то понять, но действительности она не соответствует. Причина постоянного магнетизма - квантовая физика и спин электрона. На классическом уровне не остаётся ничего лучше, как признать, что каждый электрон есть "постоянный магнитик", безо всяких токов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение08.12.2016, 17:23 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
21649
Уфа
U-17 в сообщении #1175167 писал(а):
А как тогда лучше называть это явление?
А зачем его называть как-то по-другому, чем то, чем оно является — изменение заряда конденсатора. «Ток через» конденсатор — это всегда просто изменение заряда его обкладок. Ну так ничего больше и не нужно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение08.12.2016, 17:25 


05/09/16
2492
U-17 в сообщении #1175167 писал(а):
А как тогда лучше называть это явление?

Продолжать называть "током смещения" (т.к. это устоявшийся термин), но иметь в виду, что это не электрический ток в смысле движения электрических зарядов в этом конкретном месте (например между обкладками конденсатора в вакууме).

 Профиль  
                  
 
 Re: Ландсберг. Электрическая индукция, поле внутри проводника.
Сообщение09.12.2016, 09:05 
Заслуженный участник


29/11/11
4259
Если где то находятся заряды, "привязанные" некими силами упругости к постоянному месту, а под действием сил со стороны поля лишь смещаются от этого места на расстояние пропорциональное приложенной силе, то для них можно ввести величину $\vec{P} = \rho\vec{dr}$ этого смещения, а значит плотность тока таких зарядов равна $\vec{j} = \rho\vec{v} = \frac{d}{dt}\vec{P}$. Если выделить эту подгруппу зарядов ("заряды диэлектриков") с таким поведением из общей массы зарядов, описываемых в уравнениях Максвелла через $\rho$ и $\vec{j}$, то уравнения примут вид

$\nabla\vec{E} = 4\pi\rho = 4\pi\rho' -4\pi\nabla\vec{P}$
$\nabla\times\vec{B}  = \frac{4\pi}{c}\vec{j} + \frac{1}{c}\frac{\partial}{\partial t}\vec{E} = \frac{4\pi}{c}\vec{j}' + \frac{4\pi}{c}\frac{\partial}{\partial t}\vec{P} + \frac{1}{c}\frac{\partial}{\partial t}\vec{E}$

С учетом вышеупомянутой пропорциональности $\vec{P} = k\vec{E}$ это можно записать короче

$\nabla(1+4\pi k)\vec{E} = 4\pi\rho'$
$\nabla\times\vec{B} = \frac{4\pi}{c}\vec{j'} + \frac{1}{c}\frac{\partial}{\partial t}(1+4\pi k)\vec{E}$

А лично у Максвелла возникла оригинальная идея. Если кроме тех зарядов что мы наблюдаем и можем измерить, существуют еще невидимые и необнаружимые заряды, с поведением как у зарядов диэлектрика, но при этом ведущие себя подобно несжимаемой жидкости $\nabla\vec{P}'=0$ (потому и необнаружимые) и для которых $k = \frac{1}{4\pi}$, то мы можем и вовсе выкинуть $\vec{E}$ из последнего уравнения, заменив его на смещение этих невидимых зарядов

$\nabla\times\vec{B} = \frac{4\pi}{c}(\vec{j'} + \frac{\partial}{\partial t}(\vec{P}+\vec{P}'))$

Вот это совместное движение и зарядов настоящих диэлектриков и зарядов "невидимого диэлектрика" Максвелл и назвал током смещения. Как и любая принципиально необнаружимая сущность, невидимый диэлектрик из физики исчез, а термин остался, и используется для обозначения величины $\frac{\partial}{\partial t}(4\pi\vec{P} + \vec{E})$

Поэтому величину $\frac{\partial}{\partial t}\vec{P}$ может и "логично" было бы называть током смещения, но неправильно, термин занят

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 58 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.

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