Свободные заряды в проводниках.

Re: Мнения и ОБСУЖДЕНИЯ
Харон » 16 фев 2012 20:00

ПУЛЕМЕТ писал(а):
...как бы бсё верно. никто не заявлял о ВД...
Значит, ты тоже не согласен с моими выводами? ) Давай обсудим ))). Покажи ошибку в моих рассуждениях.
Ты тоже утверждаешь, что если, допустим, к "-" батарейки подсоединить длинный провод, то в этом проводнике потечёт уравнивающий ток, пока на свободном конце проводника не появится какой-то потенциал? Ведь именно это следует под "выравниванием потенциалов".А работу для такого перемещения зарядов по проводнику будет совершать батарейка? Т.е. она должна "садиться", затрачивая энергию на выравнивание потенциалов? Тогда, если мы подсоединим один полюс батарейки к хорошему заземлителю, то она должна будет очень быстро разрядиться, пытаясь выровнять собственный потенциал на своём полюсе с потенциалом Земли?
-----------------------------------------------------------------------

А в этом месте мне вспомнился анекдот про Вовочку, подсмотревшем как родители занимаются сексом. И вслед за Вовочкиной знаменитой фразой: И ЭТИ ЛЮДИ ЗАСТАВЛЯЮТ МЕНЯ ПОСЛЕ ТУАЛЕТА МЫТЬ РУКИ!!! так и хочется сказать: И ЭТОТ ЧЕЛОВЕК В СЕМИДЕСЯТИ ПОСТАХ ПЫТАЛСЯ ЧТО-ТО ОБЪЯСНИТЬ?!!!

 

Даааа....вот это вставило...
Это же что же получается меня тут и бестолочью и кем только не называли - а ...я оказывается бред то не нёс- зато кажется вижу кто его нёс всё время.... :fp:
Божеш ты мой....какой кошмар- ребята вы в каких переходах дипломы напокупали?
Сильно!!!!!!Брависимо!
Зато вспомнил как на меня напустились- да ты них...я не понимаешь- сколько тебе можно объяснять- вы теперь себе объясните.
И ещё вот пока будет такая путаница(а это основа основ)- о какой электротехнике дальше говорить- фундамент стоит но это не фундамент а что попало!
Молодец всё таки мужик nky - хоть реально понял о чём я спрашивал.

 

Здравствуйте!
Появился один вот такой вопрос.

Мы вроде бы понятно разобрали вопрос о том что свободные заряды в достаточном количестве находятся на поверхности любого проводника.

И зарядка конденсатора представляет из себя не что иное как простая поляризация пластин относительно друг друга что вызывает избыток зарядов на одной стороне пластины и их недостаток на другой стороне пластины и из за полевого воздействия и как следствие поляризации повторение на рядом находящийся пластине где и получается разность потенциалов между двумя пластинами,их внешними сторонами.
Получается что для зарядки кондёра нужно всего лишь приложить энергию для смещения зарядов и получить заряд...
Вроде бы всё понятно

и вот теперь смотрим что получается допустим мы бы имели экзотический нано конденсатор(господин Чубайс неимоверными усилиями и денежными вливаниями создал такое устройство )он из плоского кондёра превращался в шарообразный - менял форму так же бы было бы 2 обкладки.
Что же бы это дало?Получилось бы по сути вот что что незаряженный кондёр при изменении формы бы сразу же бы зарядился до своего максимума внутри шара полностью отсутствовал бы заряд а сместил все свободные наружу- ведь по идее так?
Теперь к чему я это всё а вот к чему ведь получается что если у проводника достаточное количество свободных зарядов на поверхности и просто достаточно их сместить в ту или иную сторону и мы уже получили разность потенциалов.
Тогда собственно сам вопрос если взять обыкновенную пустотелую сферу из проводящего материала то ...получается что снаружи у неё должен относительно внутренней поверхности должен будет собираться тот самый максимум заряда из свободных зарядов- и как я понимаю это огромный заряд- просто чудовищный и при разряде его на что то он тут же должен будет пополнится из внутренних резервов самого проводящего материала и опять заряд огромный у нас готов- ибо внутри сферы из за "самонелюбви"заряда будет его отсутствие и общая"мобилизация"на поверхности снаружи- ...но этого не происходит- пока не появится сторонний заряд внесённый на эту сферу- вопрос в чём тут дело?

 

Добавлю ещё вот что получается что и сам любой проводник(не важно какой формы сечения)представляет из себя не что иное как ту же самую,только минимизированную сферу с зарядами на поверхности и их отсутствием внутри и должен происходить процесс... ну что то типа полураспада и забором зарядов из самого проводника и последующим "изуродованием"кристаллической решётки- при этом заряды должны постоянно из за их избытка переходить на окружающие тела конечно может не так активно как у радиоактивных элементов но что то типа...но этого нет!
Нехватка зарядов внутри проводника должна моментально быть восполнена и тут же эта восполненная часть выброшена на поверхность отчего зарядики суммируются получается один мощный заряд мир был бы наполнен сплошными электрическими разрядами причём не "хилой"мощности- разряды шли бы постоянно и от всего проводящего

 

'отсутствие заряда в проводнике' следует читать как 'равенство количества разноименных зарядов в любом взятом объеме
'заряд на поверхности проводника' следует читать как 'неравенство количества разноименных зарядов на поверхности'

речь всегда идет о несбалансированности зарядов а не об абсолютных зарядах. не все электроны проводника собираются на поверхности, а лишь избыточные. не все электроны покидают поверхность положительного проводника а лишь сколько их в проводнике недостоает по сравнению с протонами

 

Но тем не менее количество зарядов должно как бы суммироваться в общий заряд и иметь эдак ..приличный потенциал- это избыточное количество которое.
А как же со сферой тогда?

 

nky - давайте попробуем тщательно разобрать момент накопления зарядов на поверхности пустотелой проводящей сферы?
Я считаю если этот момент разбирать "по шагам" и понятным языком- то получится интересно.
Вот смотрите есть некая пустотелая сфера из проводящего материала- пусть это будет алюминиевая фольга.
Пусть в первый момент сфера заряда не имеет и просто закреплена на хорошем изоляторе.
Мы ведь всё равно должны считать что на поверхности сферы имеются свободные заряды- ведь так?
Ибо даже свободные заряды "лишние" не будут находиться внутри а будут вытолкнуты наружу- ведь так?

 

Нет, просто свободные заряды, без избыточности, не будут никуда выталкиваться. Для этого нет никаких действующих сил. Если в каком то кубическом нанометре проводника поровну протонов и электронов, то на какой-то заряд вне этого кубика протоны прикладывают силу в одну сторону а электроны в другую и суммарно этот кубик не действует с силой на заряды. Если вся сфера состоит из таких кубиков, то ни один из них не действует с силой на заряды ни в одном другом. Как будто ни в одном из них нет ни одного заряда

Вот если мы в один из кубиков добавим лишний электрон, то этот кубик начнет действовать на все заряды в других кубиках как будто в этом кубике не 10000000 протонов и 10000001 электрон, а как будто там всего один электрон и ни одного протона. Поэтому и удобно из расчетов все скомпенсированные заряды игнорировать, а рассматривать только эти избыточные. Сила действует на все свободные и двигаются все свободные, но источником этой силы являются только нескомпенсированные. Если нескомпенсированных нет, то заряды в проводнике двигаются чисто хаотическим тепловым движением без какой-либо упорядоченности. Над поверхностью проводника есть толика электронов, но их не вытолкнули, а наоборот - это те, которые в тепловом движении по инерции за проводник вылетели и их теперь засасывает обратно тот кубик, в котором электронов теперь стало меньше. То есть заряд над поверхностью висеть не может, он только на краткий миг покидает поверхность и тут же падает обратно

 

nky а вот было сказано что на пластинах достаточно свободных зарядов что бы при разделении ,при воздействии энергией получить любой потенциал вернее их разность на обкладках?
Вот анология зарядки кондёра с ёмкостью разделённой эластичной перегородкой где запасённая энергия кондёра равна силе пергородки
Всё ли так?

 

все так. чтобы создать разность потенциалов источник питания с одного края цепи заталкивает в проводник лишние электроны, а с другого наоборот их изымает. и вот появление этих нескомпенсированных зарядов на краях проводника и приводит к перераспрелелению всех свободных зарядов по всей цепи, так что эти нескомпенсированные заряды в итоге потом оказываются не там где были в начале. в частности в цепи с конденсатором они почти целиком собираются на внутренней поверхности обкладок. но если никто нескомпенсированные заряды в цепи не создает, то их в конденсаторе они не появятся. поскольку в результате только нескомпенсированные заряды и играют роль, их для простоты называют 'зарядами'. а скомпенсированные свободные и несвободные заряды никак не называют и вообще их существование в расчет не принимают пока они ни на что не влияют.

 

-"и вот появление этих нескомпенсированных зарядов на краях проводника и приводит к перераспрелелению всех свободных зарядов по всей цепи, так что эти нескомпенсированные заряды в итоге потом оказываются не там где были в начале"

Скажите а что это за перераспределение?
Ведь насколько я понимаю свободные заряды одного знака и являясь свободными
один знак суммируется в общий....<br /><br />-- добавлено: 30 июл 2012, 12:55 --<br /><br />Почему я этот вопрос уточняю мне тут писали что на поверхности проводника целые облака свободных электронов..вот я и думаю что им суммироваться и образовать один заряд не лишне как бы..

 

ну вот изъяли с какой то точки проводника электрон. если взять какой-то совсем крохотный объем проводника то теперь там 1000 протонов, притягивающие свободные электроны со всех концов проводника и только 999 электронов, наоборот отталкивающих все свободные электроны. силы притяжения и отталкивания оказываются неравными и со всех, включая самые дальние, концов проводника все электроны ринутся к этой точке. но как только первый из них доберется, то опа и тут уже 1000/1000 и никто больше сюда не стремится, зато стремятся туда, где раньше был тот, который долетел, там то теперь нескомпенсировано. ну и если посчитать все эти силы и все эти перемещения, то в итоге электрона будет недоставать в кубике на самой выступающей поверхности проводника и на этом все устаканится

 

nky это для меня понятно но мне люди тут ученье "лысину нажившие"- писали что на поверхности проводника действуют настолько свободные электроны - что их там облака
я получив эти "знания" и ищу в чём тут дело...Вы уж извините похоже мне тролли учение дали- я не помню кто то ли Пулемёт то ли Харон сейчас этот пост искать далеко надо...а следуя логике что свободных электронов облака и тучи мысль о том что им объединиться в общий и не хилый знак заряда - просто святое дело...

 

я про это сказал, они не настолько свободные, а просто в тепловом хаотичном движении вылетают за поверхность, но их тут же притягивает обратно - ведь там откуда они вылетели стало больше протонов чем электронов. ни один из электронов в облаке в этом не висит, он там проездом. как над поверхностью шипящей газировки облако из брызг, взлетели-упали.

перемещаться внутри провода им ничего не мешает - один перелетел из одного кубика в другой, создав обратное поле, но тут же другой перелетит обратно и поле исчезнет, так они все вместе и летают. вот если все закрепить и только один оставить подвижным - он свободным не будет, его всегда будет тянуть туда, где он оставил нескомпенсированный протон. а за пределами проводника они перестают быть свободными

 

Тогда извиняюсь что подумал на Пулемёта или Харона.
Тогда вопрос такой почему излишний заряд будет до какого то момента держаться на поверхности сферы пустотелой(пока не пробьёт на что то)- за счёт чего излишек будет держаться ведь количество электронов будет намного больше чем протонов.?<br /><br />-- добавлено: 30 июл 2012, 13:23 --<br /><br />я имею ввиду при зарядке сферы- по мере поступления зарядов...почему заряды будут держаться?

 

ну вот поместите 2 отталкивающихся предмета в сферу, в невесомости, чтобы никаких больше сил не действовало. они расползутся в 2 диаметрально противоположных точки, максимально удаленные. поместите 8 - они образуют куб, опять же стремясь быть дальше друг от друга. если их огромное количество, то отталкиваясь друг от друга они равномерно распределятся по всей поверхности.

самым логичным для них было бы вооще покинуть поверхность и разлететься друг от друга в бесконечность, но удалиться от поверхности проводника заряду сложно, даже избыточному. у нейтрального свободного заряда и повода нет поверхность покинуть, у избыточного есть, но у поверхности получается хитрая комбинация сил от подвижных электронов и неподвижных протонов, препятствующая этому до некоторых пределов

 

Причём смотрите эта комбинация сил весьма интересно работает- происходит захват заряда ибыточного изнутри сферы и выталкивание его в то место где уже есть избыток,причём смотрите вспоминая Ван Де Графа даже одиночно поступающий заряд внутрь(может и не одиночный но меньше чем на поверхности) преодолевает отталкивающую силу количества избыточных зарядов и выталкивается наружу

 

в ван де граафе не преодолевается сила вообще, в том и фокус. когда избыточный заряд расположен по поверхности сферы, то силы от всех частиц складывается таким образом, что внутри сферы она становится нулевой. поэтому в генераторе любой заряд помещенный внутрь сферы не испытывает никаких сил кроме как от самого себя. и частицы доставлянного заряда отталкиваясь друг от друга расползаются к поверхности сферы, а уже существующий на поверхности заряд никак на это не влияет

так же допустим с гравитацией. если сделать землю пустотелой, то снаружи будет такая же сила притяжения как и от цельной земли (при той же массе) а вот внутри земли в пустоте силы тяжести вообще не будет. не только в центре земли не будет, а во всей пустоте. чистая математика, складываем все силы от всех песчинок земли и в сумме получаем 0. складываем силы от каждой частицы заряда на поверхности сферы и в сумме получаем 0

 

Так вот к чему я,теперь такой вопрос а чем будет отличаться зарядка простого конденсатора(2 обкладки) и зарядки сферы НО зарядка сферы не изнутри а подача заряда на поверхность?
Фактически мы будем и там и там создавать достаточную энергию для зарядов,для их нескомпенсированности.
Ведь поверхность сферы тоже раз за разом всё сильнее будет сопротивляться следующиму заряду и надо будет потенциал каждый раз увеличивать.
Тоже самое и простая поверхность конденсатора его зарядка ведь имеет не линейный характер и сначала зарядка идёт "на ура" и по мере накопления сами заряды на обкладке начинают оказывать сопротивление и скорость снижается.
Хитрая комбинация на поверхности удерживающая заряд на поверхности сферы будет ведь присуща только сфере просто кусок металла так не запасёт?Образуется как бы 2 системы отсутствие зарядов внутри и их избыток снаружи что очень напоминает состояние простого плоского кондёра...

 

зарядка сферы изнутри - отталкивающие силы преодолеваются механическим путем, затем когда они исчезают (внутри сферы) перекачка заряда по проводу происходит электрическим путем, без встречного потенциала

зарядка сферы снаружи (по проводу) - отталкивающие силы придется преодолевать электрическим путем, то есть создавать на проводе потенциал больший чем на сфере.

если пытаться зарядить сферу изнутри по проводу, а не механически, то никакой разницы с зарядом снаружи нет, тоже только бОльшим потенциалом

если пытаться зарядить сферу снаружи механическим путем - при контакте носителя заряда со сферой носитель сам становится самым дальним от центра куском сферы и наоборот заряд перетекает со сферы на носитель

любой кусок металла обладает тем же свойством что и сфера - весь заряд расположен на внешней поверхности, а внутри металла поля нет. цельный кусок металла и карас из фольги, повторяющий его внешнюю форму запасают заряд одинаково. в отличие сферы заряд по поверхности расположен не равномерно, а ровно так чтобы обеспечить суммарное нулевое поле внутри куска

конденсатор, который заряжают через одну ногу ничем не отличается от куска металла, заряд одного знака растекается по всей его поверхности и емкость определяется только формой и размерами, от расстояния между обкладками не зависит

суть нормального заряда конденсатора - изъять большинство зарядов с поверхности, связав заряды полем в зазоре между обкладками. а вот те заряды что в силу его неидеальности не связались и растеклись по поверхности - и определяют потенциалы обкладок конденсатора. если сблизить 2 разноименно заряженные сферы, то часть зарядов на каждой стечется к точке их сближения, соответственно по остальной поверхности плотность избыточного заряда уменьшится и потенциал снизится. а снижение потенциала при том же заряде - это рост емкости