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 На страницу Пред.  1, 2, 3  След.
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 16:26 


27/08/16
10455
jast321 в сообщении #1524524 писал(а):
тогда и внутри будет фиксироваться поле?

Внутри экрана есть поле только если там есть заряды, которые создают это поле. Это поле зависит только от распределения зарядов внутри, но не снаружи от экрана. В электростатике для экрана без больших дыр.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 17:03 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
jast321 в сообщении #1524502 писал(а):
Я полагал, что экран работает по принципу клетки Фарадея , то есть это она и есть

Вы не совсем правильно понимаете принцип клетки Фарадея. Если в нее поместить аккумулятор, то он будет прекрасно работать. Клетка Фарадея экранирует окружающие ее заряды, а не те что находятся внутри.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 17:08 


17/10/16
4915
jast321
Пока обьем проводящего тела можно считать эквипотенциальным, поля внутри его полостей не будет. А эквипотенциален он тогда, когда заряды внутри него не перемещаются (они именно потому и перемещаются, что объем проводника перестал быть эквипотенциальным). А мы знаем, что разные наружные переменные поля вызывают перераспределение зарядов в проводнике. Так что, строго говоря, переменные поля делают проводник не эквипотенциальным.
Однако все эти перераспределения заряда происходят только на внешней поверхности проводника в тонком слое. Внутрь проводника ни постоянное, ни переменное поле далеко не проникают. Так что снаружи - волнение и шторм, а на небольшой глубине уже тишина. Как в океане. Поэтому в клетку Фарадея никакое электрическое поля снаружи не проникает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 17:12 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
Посмотрите, например, на схему кабельного трансформатора, где экранирующая оплетка частично снята и соединена с шинами питания нагрузки.
Кабельный трансформатор

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 17:25 


10/02/17
291
sergey zhukov в сообщении #1524541 писал(а):
jast321
Пока обьем проводящего тела можно считать эквипотенциальным, поля внутри его полостей не будет. А эквипотенциален он тогда, когда заряды внутри него не перемещаются (они именно потому и перемещаются, что объем проводника перестал быть эквипотенциальным). А мы знаем, что разные наружные переменные поля вызывают перераспределение зарядов в проводнике. Так что, строго говоря, переменные поля делают проводник не эквипотенциальным.
Однако все эти перераспределения заряда происходят только на внешней поверхности проводника в тонком слое. Внутрь проводника ни постоянное, ни переменное поле далеко не проникают. Так что снаружи - волнение и шторм, а на небольшой глубине уже тишина. Как в океане. Поэтому в клетку Фарадея никакое электрическое поля снаружи не проникает.

Но вот мне и не ясно. Сигнальная жила- она ведь обвёрнута экраном. Вы и пишите, что поле внутрь не попадает. Перераспределение только снаружи происходит
Выше писали, что не заземляя экран сигнальной жилы работать не будет. Но почему, ведь перераспределение и «с и без» заземления будет и электрическое поле таким образом не попадёт внутрь.
Почему выше вы приравняли незаземленной экран к пластине с фольгой? Сигнальная жила ведь находится в полости этой фольги(она ей как бы обёрнута), разве это не аналог клетки Фарадея?

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 17:45 


27/08/16
10455
sergey zhukov в сообщении #1524541 писал(а):
Так что, строго говоря, переменные поля делают проводник не эквипотенциальным.

Строго говоря, нельзя применять термин "потенциал" для непотенциального поля. В электродинамике всё происходит немного сложнее, чем в электростатике. И не путайте скин-эффект с экранированием электростатического поля. Постоянное магнитное поле проникает в немагнитные металлы сколь угодно глубоко, а электростатическое поле - нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 18:23 


17/10/16
4915
jast321
Ну вот, допустим, взяли мы не заземленную клетку Фарадея. Клетка не заряжена.Теперь поднесем к клетке заряженное тело. Силовые линии идут от этого тела, входят в клетку с одной стороны и выходят с другой (клетка не заряжена, сколько линий вошло, столько и вышло). Внутри клетки силовых линий нет, т.к. силовая линия никогда не будет выходить из проводящей поверхности, чтобы в нее же и вернуться.
А теперь просверлим в клетке маленькую дырку и опустим туда металлический заземленный шарик на проволоке так, чтобы он ничего там не касался (а заряженное тело по прежнему рядом с клеткой). Картина силовых линий кардинально изменится. Теперь силовые линии будут выходить с внутренней стороны клетки, чтобы попасть на шарик. Почему? Раньше то им не было смысла выходить во внутреннюю полость: там повсюду был тот же потенциал, что и на внутренней поверхности, а силовая линия никогда не соединяет две точки с одинаковым потенциалом. Но теперь там есть шарик, потенциал которого другой. Поэтому силовые линии выйдут во внутреннюю полость и направятся к шарику. В полости появится поле.
Так что когда мы вводи в клетку Фарадея внешний проводник с потенциалом, отличным от потенциала клетки, внутри нее появляется поле. На самом то деле это поле самого этого введенного проводника. Когда мы вводим заземленный шарик в клетку с некоторым потенциалом, по заземляющему проводу бежит ток, а шарик заряжается (так он сохраняет свой потенциал неизменным). Так что внутри клетки он окажется заряженным и внутри клетки будет его поле.
То же самое с экраном и жилой кабеля.

realeugene
Да все верно, конечно. Про магнитное поле мы тут просто не говорим. А электрическое поле ни в каком виде в проводящую полость не проникает независимо от частоты.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 18:41 


27/08/16
10455
sergey zhukov в сообщении #1524555 писал(а):
А электрическое поле ни в каком виде в проводящую полость не проникает независимо от частоты.
Если в пустоте присутствует переменное магнитное поле, то в ней есть и переменное электрическое, в соответствии с уравнениями Максвелла.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 18:56 


17/10/16
4915
realeugene
Так переменного магнитного поля в полости тоже нет. В первом приближении. Да тут совсем же про другое вопрос.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка фарадея
Сообщение27.06.2021, 19:58 


10/02/17
291
sergey zhukov в сообщении #1524555 писал(а):
jast321
А теперь просверлим в клетке маленькую дырку и опустим туда металлический заземленный шарик на проволоке так, чтобы он ничего там не касался (а заряженное тело по прежнему рядом с клеткой). Картина силовых линий кардинально изменится. Теперь силовые линии будут выходить с внутренней стороны клетки, чтобы попасть на шарик. Почему? Раньше то им не было смысла выходить во внутреннюю полость: там повсюду был тот же потенциал, что и на внутренней поверхности, а силовая линия никогда не соединяет две точки с одинаковым потенциалом. Но теперь там есть шарик, потенциал которого другой. Поэтому силовые линии выйдут во внутреннюю полость и направятся к шарику. В полости появится поле.
Так что когда мы вводи в клетку Фарадея внешний проводник с потенциалом, отличным от потенциала клетки, внутри нее появляется поле. На самом то деле это поле самого этого введенного проводника. Когда мы вводим заземленный шарик в клетку с некоторым потенциалом, по заземляющему проводу бежит ток, а шарик заряжается (так он сохраняет свой потенциал неизменным). Так что внутри клетки он окажется заряженным и внутри клетки будет его поле.
То же самое с экраном и жилой кабеля.

Вот этого я не знал, про то что при введении шарика потенциала отличного от клетки появляется поле. Из за чего шарик пытается сохранить свой потенциал неизменным а не зарядиться до потенциала клетки, что бы поле этого процессаисчезло?

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка Фарадея
Сообщение27.06.2021, 20:06 


27/08/16
10455
jast321 в сообщении #1524562 писал(а):
от этого я не знал, про то что при введении шарика потенциала отличного от клетки появляется поле. Из за чего шарик пытается сохранить свой потенциал неизменным а не зарядиться до потенциала клетки, что бы поле исчезло?
Вас запутывают.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка Фарадея
Сообщение27.06.2021, 21:01 


10/02/17
291
Что именно?

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка Фарадея
Сообщение27.06.2021, 21:56 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
jast321 в сообщении #1524573 писал(а):
Что именно?

sergey zhukov Забыл, что вблизи хорошо проводящей поверхности заряд ведет себя так как будто на таком же расстоянии позади поверхности расположен такой же заряд противоположного знака (принцип зеркального отображения).

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка Фарадея
Сообщение27.06.2021, 22:05 


27/08/16
10455
jast321 в сообщении #1524573 писал(а):
Что именно?
Поле создают заряды. Внутри проводника нет зарядов и нет поля. В замкнутой полости внутри проводника нет поля если в полости нет зарядов, которые не могут стечь на этот проводник. Всё. Что происходит снаружи - не важно. Потенциалы не важны. Нет зарядов - нет поля. Если в полость просовывается изолированный провод, полость уже не замкнута. Длинные линии - это существенно электродинамика, её при рассмотрении электростатики лучше не касаться.

 Профиль  
                  
 
 Re: Клетка Фарадея
Сообщение28.06.2021, 01:51 


17/10/16
4915
jast321 в сообщении #1524562 писал(а):
Из за чего шарик пытается сохранить свой потенциал неизменным а не зарядиться до потенциала клетки, что бы поле этого процессаисчезло?

Так он же проволокой соединен с землей и имеет постоянный потенциал земли. Шарик на проводящей проволоке просовыается, а не просто на ниточке непроводящей. Его потенциал измениться не может. Если использовать теплопроводную аналогию, то получается так:

Есть пространство, заполненное плохо проводящим тепло материалом (например, сухой землей). В землю закопана клетка Фарадея из очень хорошо проводящего тепло материала (допустим, меди), внутри она тоже набита землей. Температура земли - 0С. Температура клетки, соответственно, тоже 0С. Теперь рядом с клеткой закопали нагреватель (заряженное тело). Когда температурное поле станет постоянным, то мы увидим следующее: клетка имеет одну и ту же температуру по всему объему меди, скажем, 30С (т.к. это очень хороший проводник тепла, любые неоднородности температуры внутри него тут же сглаживаются). Земля внутри клетки имеет по всему объему температуру клетки 30С (очевидно, т.к. ее со всех сторон окружает поверхность клетки с одной и той же температурой). А земля снаружи клетки прогрета каким-то сложным образом и неравномерно. Тепло внутри клетки не течет (поля нет), а тепло от нагревателя растекается во все стороны, в том числе течет по поверхности меди клетки, и растекается на бесконечность. Это поле вне клетки.
Теперь просунем внутрь клетки медный шарик на тонкой медной проволочке, которая другим концом уходит куда-то в бесконечность, где температура земли равна нулю. Наша медь проводит тепло настолько лучше земли, что проволочка и шарик постоянно имеют нулевую температуру. Когда шарик с температурой 0C окажется внутри клетки с температурой стенок 30С , со стенок клетки к нему (через землю) потечет тепло, т.е. внутри клетки появится поле. Температура клетки от этого даже понизится. Чтобы шарик, введенный внутрь клетки с положительным потенциалом, имел по прежнему нулевой потенциал, на его поверхности должен появиться заряд, который передается к нему по проволочке. Поле этого заряда и будет полем внутри клетки.

Конечно, правильнее всего говорить, что эта клетка просто не является замкнутой полостью, потому, что внутрь ее через дырку введен изолированный провод. То же самое можно сказать и про жилу кабеля в экране: внутрь экрана введена изолированная жила, экран - не замкнутая полость. И дело тут не в том, что в проводящей оболочке проделана маленькая дырочка: в конце концов, клетка Фарадея сплошь дырявая. Дело в том, что в эту дырку просунут изолированный от клетки проводник. Вот он все портит.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 41 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3  След.

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