Сложение потенциалов

[fitson]

Здравствуйте! Необходимо разобраться в вопросе, буду рад, если поможете)
Почему потенциал тел, соединенных с землёй, принимается равным потенциалу земли? Если соединить +5В и землю проводником, то потенциал в этом проводнике будет 0, хотя есть же принцип суперпозиции полей, они должны сложиться)

[Mihr]

Принцип суперпозиции относится к векторам напряжённости полей, а не к потенциалам. Потенциалы, кстати, тоже складываются, но совсем не так, как Вы это сейчас представили (соединив шарик, заряженный до потенциала 5 В, с Землёй, потенциал которой условно принимается равным нулю, мы не увеличим тем самым потенциал Земли до 5 В). При соединении заряженных проводников их потенциалы выравниваются - так же, как выравниваются уровни жидкости в сообщающихся сосудах, находящихся в поле тяжести.

[sergey zhukov]

fitson
Вопрос в следующем: почему если к полюсу $+5$В батарейки подключать разные конечные изолированные проводники, то их потенциал тут же будет становиться $+5$В, а если подключить землю (такой же вроде бы изолированный проводник) - то ее потенциал так и останется нулевым?

Нужно понимать так. Отрицательный полюс батарейки уже подключен к земле (земля - это бесконечно большой проводник). Когда же мы касаемся положительным полюсом батарейки разных изолированных проводников и поднимаем их потенциал до $+5$В, то фактически заряжаем конденсатор "проводник-земля". Для этого проводнику нужно передать некоторый заряд (а у земли - отнять), и он будет тем больше, чем больше проводник (емкость конденсатора увеличивается). Для очень большого проводника может случиться так, что батарейка выдохнется раньше, чем сможет поднять его потенциал до $+5$В (получился конденсатор слишком большой емкости).

Если же взять бесконечно большой проводник, то его потенциал вообще изменить невозможно, т.к. он образует с землей конденсатор бесконечной емкости. Так и сама земля: ее потенциал не меняется, т.к. она считается бесконечно большим проводником.

[мат-ламер]

fitson в сообщении #1564262 писал(а):

хотя есть же принцип суперпозиции полей, они должны сложиться)

Это закон электростатики.

fitson в сообщении #1564262 писал(а):

Если соединить +5В и землю проводником

А тут уже будет не совсем электростатика. А какие процессы тут произойдут, оставлю вам для размышлений. (Хотя, в принципе об этом уже написали).

[wrest]

fitson в сообщении #1564262 писал(а):

Если соединить +5В и землю проводником, то

... то потечёт непостоянный ток (заряды начнут двигаться) и поля тоже станут переменными, пока всё не устаканится.

[Ben]

fitson в сообщении #1564262 писал(а):

Здравствуйте! Необходимо разобраться в вопросе, буду рад, если поможете)
Почему потенциал тел, соединенных с землёй, принимается равным потенциалу земли?

Не обязательно с землей, можно вот так спросить: "Почему тела соединенные друг с другом проводником имеют одинаковый потенциал?"
Потому, что до тех пор, пока потенциал не выровнялся существует сила, которая действует на заряды. Если заряды двигаются свободно, то они будут двигаться, пока действует сила, и прекратят двигаться когда сила станет равна нулю, что и значит одинаковый потенциал.

[DimaM]

Ben в сообщении #1564299 писал(а):

Не обязательно с землей, можно вот так спросить: "Почему тела соединенные друг с другом проводником имеют одинаковый потенциал?"

Тут более подходящий вопрос "почему с присоединением к Земле заряженного тела потенциал Земли не меняется?"
Ответ в первом приближении можно получить, рассмотрев присоединение маленького заряженного шара к большому незаряженному.

[Евгений Машеров]

fitson в сообщении #1564262 писал(а):

Если соединить +5В и землю проводником, то потенциал в этом проводнике будет 0, хотя есть же принцип суперпозиции полей, они должны сложиться)

Разность потенциалов будет 0, а не потенциал сам по себе. Поскольку если бы было не 0, то ток тёк бы до тех пор, покамест не выровняется.