Электрический потенциал сферы

[Serg53]

Serg53 в сообщении #1661004 писал(а):

имеется явное различие электростатических свойств наружной и внутренней поверхностей заряженной электропроводящей сферы, обусловленное пространственной конфигурацией. Наружная поверхность сферы отталкивает одноимённые электрические заряды и притягивает заряды противоположного знака. Внутренняя же поверхность сферы притягивает заряды обеих знаков.

EUgeneUS в сообщении #1661010 писал(а):

Это кривой пересказ бытовыми терминами существующих фактов. Соответственно, и выводы из этого пересказа на уровне "здравого смысла" могут получаться кривыми (они и получаются кривыми).

Это упрощенная трактовка фактов. Разумеется, возможны и более сложные трактовки. Но факты при этом не перестают быть фактами.
-
-

EUgeneUS в сообщении #1661010 писал(а):

Вы учебник когда-нибудь откроете?

Рассмотрим работу против сил потенциального поля. Естественно для этого требуется энергия. Но это ещё не всё. В определении понятия "электрический потенциал" фигурирует перемещение единичного электрического заряда из бесконечности в данную точку. Такой динамический процесс потребует неопределённо длительный интервал времени. Можно сказать "вечность". Возможен ли реально такой физический процесс? Если же не учитывать фактор времени и непреодолимые физические барьеры, то тогда можно сказать, что электрический потенциал сферы одинаков во всём объёме сферы. Такой ответ лучше?

[EUgeneUS]

Serg53 в сообщении #1661151 писал(а):

Рассмотрим работу против сил потенциального поля. Естественно для этого требуется энергия. Но это ещё не всё. В определении понятия "электрический потенциал" фигурирует перемещение единичного электрического заряда из бесконечности в данную точку

Все Ваши утверждения просьба приводить со ссылками на учебник.

-- 11.11.2024, 10:31 --

Ignatovich в сообщении #1661150 писал(а):

Вот это главное и самое интересное. Задача пока не решена, заряд шара не измерен.

Да, ладно.
Пусть у Вас есть миллиамперметр, у которого подписи к шкале стерлись. Что нужно сделать чтобы их восстановить?
Вариант ровно один - подать на миллиамперметр ток от эталонного источника.
Тут тоже самое. Нужен некий эталонный заряд, у которого известно значение в кулонах.

-- 11.11.2024, 10:33 --

Ignatovich
Все таки интересно, как Вы ответите на вопросы из этого поста:

EUgeneUS в сообщении #1661146 писал(а):

Простые вопросы.
Пусть у нас есть электрометр,...

[realeugene]

Вопрос на троечку: а не будет ли зависеть калибровка от радиуса шара?

-- 11.11.2024, 10:46 --

Serg53 в сообщении #1661151 писал(а):

Возможен ли реально такой физический процесс?

Ага. В том смысле, в котором определено понятие "вечность".

[Ignatovich]

EUgeneUS в сообщении #1661153 писал(а):

Нужен некий эталонный заряд, у которого известно значение в кулонах.

Вам принесли эталонный заряд, например, в виде заряженного проводящего шарика (можете выбрать другой его носитель). Как измерить электрометром заряд другого заряженного тела - металлического кубика или шарика?


А на ваши простые вопросы ответ один - электрометр измеряет разность потенциалов между своим стержнем и своим корпусом. Замкните проводом стержень и корпус и электрометр будет показывать 0, какой бы заряд вы ему не сообщали.
Спасибо, уважаемый EUgeniUS, было интересно. Но есть и другие дела.

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1661155 писал(а):

Вопрос на троечку: а не будет ли зависеть калибровка от радиуса шара?

Ответ есть выше вопроса.

-- 11.11.2024, 12:37 --

Ignatovich в сообщении #1661156 писал(а):

Спасибо, уважаемый EUgeniUS, было интересно.

Да, пожалуйста.

Ignatovich в сообщении #1661156 писал(а):

А на ваши простые вопросы ответ один - электрометр измеряет разность потенциалов между своим стержнем и своим корпусом

Остался не раскрыт вопрос: что с чем нужно соединить, если у электрометра нет металлического корпуса. А такие бывают, примеры приводились выше.

Ignatovich в сообщении #1661156 писал(а):

Но есть и другие дела.

Удачи и успехов в других делах.

[EUgeneUS]

Спор имеет (имел) две составляющие:
1. Содержательную - когда один из участников неверно представлял принцип работы электроскопа и электрометра, соответственно. Сгоряча, надеюсь.

2. И терминологическую. Которая отягощена историческими смыслами терминов. Но тем не менее, безапелляционные заявления, что "электроскоп измеряет разность потенциалов и не измеряет заряд" вызвали искреннее удивление.

Есть прямая аналогия.

1. Закон Ома $I = U/R$ и $Q = CU$. Только аналогом ёмкости $C$ выступает проводимость $1/R$.
2. Есть прибор: магнитоэлектрический (милли/микро)амперметр - та самая "стрелочная головка" со стрелкой и шкалой. И есть электрометр - штырь со стрелкой-коромыслом, снабженный шкалой.
3. Угол отклонения стрелки в магнитоэлектрическом (милли/микро)амперметре монотонно зависит от протекающего через него тока. Угол отклонения стрелки электрометра монотонно зависит от размещенного на нём (на стрелке и штыре) заряда.
4. Параллельно (милли/микро)амперметру можно поставить шунт - малое сопротивление и судить о токе протекающим через него по малому, но измеренному току, протекающему через (милли/микро)амперметр. На электрометр можно накрутить шарик с (относительно) большой ёмкостью и по отклонению стрелки (то есть по заряду на штыре и коромысле) судить о заряде на нём.
5. Последовательно (милли/микро)амперметру можно включить сопротивление и по измеренному току судить о напряжении. Электрометр можно поместить в кожух, который будет играть роль второй обкладки конденсатора и судить о разнице потенциала между кожухом и обкладкой по измеренному заряду.
6. Вот только микроамперметр с последовательным сопротивлением, предназначенный для измерения напряжения, называется напряжёметром вольтметром. А электрометр, снабженный кожухом, принято продолжать назвать электрометром.
7. Тем не менее. Утверждать, что электрометр измеряет разницу потенциалов и только, это примерно, как утверждать, что стрелочный микроамперметр в составе вольтметра измеряет напряжение, и такой же микроамперметр никогда не измеряет ток.

[Serg53]

realeugene в сообщении #1661155 писал(а):

будет ли зависеть калибровка от радиуса шара?

Электрометр не является средством количественных измерений и в калибровке не нуждается. Это прибор для демонстрации электростатических явлений.

Измерители электрического напряжения (разности потенциалов) - вольтметры разных типов нуждаются в поверке, калибровке, проверке перед использованием. Качество применяемых при этом эталонов напряжения зависит от требуемой точности. Диапазоны измеряемых напряжений могут быть разными, соответственно эталоны должны быть для каждого диапазона. Домашний мультиметр можно проверить свежими гальваническими элементами и батареями. Щелочной марганцево-цинковый элемент имеет ЭДС 1,5 вольта. Батарейка "Крона" 9 вольт. Две последовательно соединённых "Кроны" 18 вольт и т.п. Солевые гальванические элементы могут иметь немного большую ЭДС, чем щелочные. Например, свежеизготовленная "Крона", состоящая из 6-ти солевых элементов, может иметь ЭДС 9,6 -- 9,8 вольта. Сотни вольт можно получить, выпрямляя и фильтруя сетевое переменное напряжение. Существуют схемы стабилизации напряжения, использующие газоразрядные и полупроводниковые стабилизаторы напряжения (стабилитроны). Показания проверяемого прибора сравниваются с показаниями заведомо исправного прибора необходимого класса точности. Для проверки электростатического киловольтметра потребуется специальный задатчик высокого напряжения. В сети рекламируется много разных эталонных источников напряжения.

Описание единиц электрического заряда и напряжения в Википедии -
Кулон - https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1 ... 0%BE%D0%BD
Вольт - https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0 ... 1%8C%D1%82
В современных эталонных источниках электрического напряжения используется нестационарный эффект Джозефсона -
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0 ... 0%BD%D0%B0

[realeugene]

Serg53 в сообщении #1661402 писал(а):

Электрометр не является

Вопрос был не вам. Вы не поняли это обсуждение.

PS Чем вы отличаетесь от ИИ, если просто цитируете тексты из Википедии, причём, не в тему?

[Serg53]

realeugene в сообщении #1661410 писал(а):

Чем вы отличаетесь от ИИ

Человек может выполнять физические действия (работу). Производить эксперименты, проверять работоспособность измерительных приборов, автоматических устройств и т.д. и т.п. ИИ это делать не способны.

[Утундрий]

Serg53 в сообщении #1661500 писал(а):

Человек может выполнять физические действия (работу). Производить эксперименты, проверять работоспособность измерительных приборов, автоматических устройств и т.д. и т.п.

Здесь?

[мат-ламер]

Serg53 в сообщении #1661500 писал(а):

Человек может выполнять физические действия (работу). Производить эксперименты

Попробуйте выполнить следующий эксперимент (хотя бы мысленно). Пусть у нас есть заряженная металлическая сфера. Естественно, заряды будут на ней располагаться равномерно на внешней поверхности. Пусть у нас на некотором расстоянии от первой сферы располагается точно такая же вторая металлическая сфера, только незаряженная. Теперь мы от внутренней поверхности первой сферы (на которой никаких зарядов нет) протягиваем металлический провод ко второй сфере через небольшое изолированное отверстие в первой сфере. Вопрос - побегут ли заряды с поверхности первой сферы по проводу на поверхность второй сферы?

[Serg53]

мат-ламер в сообщении #1661594 писал(а):

есть заряженная металлическая сфера. Естественно, заряды будут на ней располагаться равномерно на внешней поверхности. Пусть у нас на некотором расстоянии от первой сферы располагается точно такая же вторая металлическая сфера, только незаряженная. Теперь мы от внутренней поверхности первой сферы (на которой никаких зарядов нет) протягиваем металлический провод ко второй сфере через небольшое изолированное отверстие в первой сфере. Вопрос - побегут ли заряды с поверхности первой сферы по проводу на поверхность второй сферы?

Любая система, обладающая внутренней потенциальной энергией, стремится минимизировать эту энергию. Электрическое поле первой сферы будет отталкивать одноимённые заряды по электропроводящему проводу на вторую сферу до тех пор, пока поле второй сферы не уравновесит этот процесс. На участке проводника, расположенном внутри первой сферы тоже возникнет разность потенциалов, вызывающая передвижение электрических зарядов. Потенциалы сфер уравняются. Энергия такой системы прямо пропорциональна электрической ёмкости и квадрату потенциала. Допустим, электрическая ёмкость системы увеличилась вдвое, тогда потенциал вдвое уменьшится. В результате энергия первой сферы уменьшится в четыре раза, а суммарная энергия электрических зарядов системы уменьшится вдвое.

[мат-ламер]

Serg53
Понятно, что вопрос я задал не просто так. Пусть у нас есть некий прибор (электроскоп, механический электрометр), на котором может накапливаться некий заряд и который мы можем измерить. Располагая этот прибор либо внутри нашей сферы, либо снаружи ( в обоих случаях как-то подключившись проводом к внутренней поверхности сферы), мы получим разные результаты. А это намекает на то, что ваши рассуждения с электроскопом в стартовом посту ничего не доказывают (о чём вам было и сказано).

[Serg53]

мат-ламер в сообщении #1661933 писал(а):

Располагая этот прибор либо внутри нашей сферы, либо снаружи ( в обоих случаях как-то подключившись проводом к внутренней поверхности сферы), мы получим разные результаты. А это намекает на то, что ваши рассуждения с электроскопом в стартовом посту ничего не доказывают

Согласен. Просто факты. Для наблюдателя бесконечной вселенной, находящегося вне сферы, потенциалы снаружи и внутри сферы одинаковы. Для наблюдателя находящегося внутри сферы, вселенная которого ограничена внутренней поверхностью сферы, потенциал внутренней поверхности сферы равен нулю.

[EUgeneUS]

Serg53 в сообщении #1661983 писал(а):

Для наблюдателя бесконечной вселенной, находящегося вне сферы, потенциалы снаружи и внутри сферы одинаковы. Для наблюдателя находящегося внутри сферы, вселенная которого ограничена внутренней поверхностью сферы, потенциал внутренней поверхности сферы равен нулю.