Электрический ток, токи в среде, энергия ЭМВ

аналогии аналогиями, а энергия уполовинивается, это известный факт. хоть по формуле U^2*C/2 хоть по U*Q/2 хоть по Q^2/2C хотьчерез прямое измерение энергии при последующем разряде

если вы замкнете через сопротивление - энергия рассеется на сопротивлении. могу доказать что рассеется ровно половина при любой величине сопротивления, просто за разное время. если скажете что сопротивление идеализированное нулевое, то тогда вам отвечу что имеете идеализированный бесконечный ток и потери все равно имеете, потому-что I^2*R даже на нулевом R при бесконечном I дает не ноль

в реальности если соберете всю конструкцию из сверхпроводника, то просто получите колебательный процесс, в момент когда напряжения на конденсаторах сравняются половина энергии будет запасена в индуктивности проводников. далее все перетечет во второй конденсатор, потом все повторится в обратном направлении. потому-что если проводник без сопротивления можно сделать, то проводник нулевой индуктивности может существовать только на бумаге

а насчет зси - куда девается энергия когда закорачиваете конденсатор проводом? тут чем лучше? соединили заряженный конденсатор с незаряженным _последовательно_, получили суммарно конденсатор половинной емкости с тем же напряжением. потом замкнули полученный составной конденсатор _накоротко_ проводником. именно это вы делаете когда соединяете заряженный с незаряженным _параллельно_

часть потеряется. какая именно - зависит от характеристики U(t) разряда. для конденсатора характеристика известна и из нее вытекает потеря ровно половины

 

Предлагаю признать среду в которой хранится и накапливается энергия, или обоснуйте согласно ЗСЭ с позиции современной классической физики куда и как по времени t исчезает половина энергии при подключении незаряженного конденсатора - к заряженному.

 

1) Превращается в тепловую на сопротивлении резистора и/или проводников.
2) Излучается в виде электромагнитных волн. Два конденсатора и проводники с ненулевой индуктивностью это колебательный контур.

 

в тепло на проводах девается, я же объяснил. в зависимости от сопротивления проводов либо огромный ток очень быстро либо небольшой ток но долго.


падение напряжения на сопротивлении проводов по времени:
U(t) = U0 * exp(-2t/RC)
мощность тепловой энергии на проводах по времени
(t)^2/R = U0^2 * exp(-4t/RC) / R
интеграл(U(t)^2/R dt) = -U0^2*C * exp(-4t/RC) / 4
он же от 0 до бесконечности U0^2*C/4 - суммарная энергия потерянная на проводах

заметьте, при расчете энергии R сократилось, то есть одна и та же энергия U0^2*C/4 рассеивается на проводах при ЛЮБОМ их сопротивлении, хоть при омах хоть при наноомах, меняется только время разряда. если ВООБЩЕ нулевое сопротивление - значит колебания, потому-что индуктивность нулевой не бывает

а насчет зсэ - я же спрашивал, куда девается энергия при кз заряженного конденсатора? вот туда же и здесь

 

Не торопитесь с ответами.

Токи в замкнутой цепи возникают не только в проводах.

 

nky, при соединении конденсаторов последовательно энергия увеличивается в 2 раза, откуда берется

 

я не пойму, вы сейчас продолжаете оспаривать факт что половина энергии потерялась или оспариваете уже объяснение?

вы же сами пользовались формулой U^2*C/2, она уже под вопросом? я могу ее доказать несколькими способами, хоть электротехническим через P=U*I хоть физическим через A=q*U

ну складываются две одинаковые энергии двух одинаковых конденсаторов и получается удвоенная. или вы имеете в виду что удваивается по сравнению с суммарной? не удваивается.

 

извиняюсь, общитался

 

Поясните, плыз.

 

какая мощность выделяется при нулевом сопротивлении? нулевая. какая мощность при бесконечном токе? бесконечная. какая мощность при нулевом сопротивлении и бесконечном токе, нулевая или бесконечная? нужно считать через пределы

допустим если схема построена так, что I=4*sqrt(R) (ну источник тока отслеживает сопротивление нагрузки и выставляет нужное значение), то мощность будет 4 при любом сопротивлении. система из конденсатора и резистора ведет себя так же, энергия будет выделена на резисторе одна и та же, независимо от его сопротивления

 

Скажите, были ли проведены эксперименты (если да - киньте ссылку), подтверждающие, что в проводниках, соединяющих конденсаторы, выделилась ровно половина энергии?

 

ну что в конденсаторах _осталась_ половина энергии можно измерить легко в домашних условиях. а то что она выделилась именно на проводах... ну для низкоомных проводов это проверить сложно, потому-что тогда частью проводов будут и железяки внутри коднденсатора, до которых не доберешься. в том что одна и та же энергия, равная половине запасенной выделится на сопротивления 1,10,100,1000 ом, которым соединят конденсаторы легко проверить перерисовав осцилограмму напряжения на них и по индукции догадавшись что и для миллиомов будет то же самое. а напрямую - ну только чувствительный калориметр разве что, способный засечь перевод в тепло доли джоуля всей системой включая проводники обкладок

 

Среда диэлектрика конденсатора под действием электрического тока оказывает электрическое сопротивление и накапливает энергию электрического заряда.

Под действием электрического тока в среде конденсатора возникает так называемый "ток смещения", который убывает по времени t.

Так называемый "ток смещения" в конденсаторе это процесс накопления энергии заряда в среде диэлектрика.

Электрическая энергия конденсатора накапливается и хранится в среде диэлектрика между двумя обкладками конденсатора.

При зарядке конденсатора среда диэлектрика оказывает ёмкостное сопротивление, которое зависит от электрической ёмкости конденсатора и от физических свойств среды диэлектрика.

Поэтому при зарядке и разрядке конденсатора электрические потери возникают не только в электрических проводниках, но и в диэлектрической среде конденсатора.

Исходя из этого можно сделать соответствующий расклад происходящих электрических энергетических потерь.

 

чем больше диэлектрическая проницаемость тем МЕНЬШЕ накапливается энергии. потому-что все чем занимается диэлектрик - ослабляет электрическое поле между обкладками за счет дипольного момента и тем уменьшает напряжение на обкладках. в итоге при том же заряде Q энергия Q*U/2 становится меньше

нельзя взять чужое название явление с четким смыслом и подменить этот смысл другим. ток смещения это способ описания изменения напряженности поля. если просуммировать напряженности поля по замкнутой поверхности, то получится поток электрической индукции. если взять одиночный заряд то его поток электрической индукции равен q. какой бы формы и размера поверхность его не охватывала, поток один и тот же - q. если этот поток пронизывает некоторую площадку под телесным углом O, то значит ее пересекает поток q*O/4pi. если теперь подвинуть заряд и телесный угол под которым он видит площадку изменится, то изменится и поток. это изменение потока во времени и называется током смещения.

конденсатор прекрасно себя чувствует без диэлектриков, в вакууме. если выдернуть диэлектрик из конденсатора, то его энергия не пропадет, а наоборот вырастет

энергия заряда хранится в виде сил отталкивания между одноименными зарядами на обкладке. как энергия сжатой пружины. вторая обкладка с зарядом другого знака ОСЛАБЛЯЕТ эти силы и их энергию. сближение пластин УМЕНЬШАЕТ энергию заряженного конденсатора

в вакууме не возникают. в диэлектрике возникают механические потери при поляризации, вовсе необязательные. в диэлектрике-газе их практически нет

 

nky не надо так нервничать!

<a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=T5tHCH9UdmE" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=T5tHCH9UdmE</a>

 

так это вы на основе этого фокуса свою теорию построили?

здесь происходит следующее, не вынимается диэлектрик, а удаляется обкладка. что при этом происходит? лавинообразно растет напряженность электрического поля и становится достаточной чтобы эммитировать электроны с поверхности диэлектрика на обкладку или обратно, в зависимости от ее заряда. в итоге после разборки на поверхности диэлектрика оказывается заряд, как на эбонитовой палочке. при помещении обратно обкладки этот заряд частично возвращается на нее а частично индуцирует заряд на ней. этот опыт есть и в более эффектном варианте - банка собирается, обкладки ЗАМЫКАЮТСЯ, размыкаются, а потом через полминуты при новом замыкании происходит новый разряд. потому-что за эту паузу успевает пройти обратная эмиссия

никакого отношения к обычной нормальной работе конденсатора это не имеет, стекание заряда на диэлектрик там побочное и вредное явление, которого избегают, оно приводит к гистерезису при заряде-разряде

 

Впервые вижу подобное противоречивое объяснение.

Так от чего зависит энергия в конденсаторе?

Плоский конденсатор. C = e*e0*S/d

S - площадь пластины.
d - расстояние между пластинами.

e*e0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды диэлектрика.

Энергия заряженного конденсатора равна:

Eк = e*e0*S*d*E^2/2 = e*e0*V*E^2/2,

где V - объем диэлектрической среды между обкладками конденсатора.

Энергия заряженного конденсатора сосредоточена в его среде. Конкретно здесь: e*e0*V

 

это при неизменном U. а неизменное U означает что вы не зарядили конденсатор, отключили от цепи и теперь проводите с его энергией опыты. неизменное U означает что вы оставили его подключенным к источнику питания и позволяете источнику питания вкачивать в него новую энергию при сближении пластин и откачивать при раздвигании, ровно столько чтобы сохранить U прежним

если вы отключили конденсатор от цепи то его энергия определяется только зарядом (который не меняется пока мы не позволяем ему никуда стекать и совершать работу) и емкостью, а напряжение никем не фиксированно, оно формируется само. Ek=q^2/2C. увеличиваем емкость - УМЕНЬШАЕМ энергию. Ek = q^2*d/(2*e*e0*S). вытащили диэлектрик - прибавили энергии (потому-что совершили работу, он будет пытаться втянуться обратно, а вы будете его вытаскивать, совершая работу против этих сил)

 

Сразу видно, что Вы теорЭтик у которого не было лабораторной практики.

Напряжение на конденсаторе: U = E*d

где:
E - напряженность электрического поля в диэлектрической среде между обкладками конденсатора,
d - расстояние между обкладками конденсатора = (толщина диэлектрика)

 

а напряженность поля E это кем то свыше задана по вашему? напряженность как раз и определяется в частности диэлектрической проницаемостью. если диэлектрическая проницаемость e=7 то это означает буквально "поляризация диэлектрика ослабила поле в 7 раз, по сравнению с напряженностью, которую сформирует то же пространственное распределение заряда в вакууме". то есть вытащили диэлектрик = увеличили напряженность поля в 7 раз = увеличили напряжение на обкладках в 7 раз (если они никуда не подключены) = увеличили запас энергии в 7 раз