[Решено] Емкость планарного конденсатора

[vouk]

tauP10:

Там какая то другая фича позволяющая (по факту) к измерительным концам вешать емкость к земле и при этом на результаты не сказывающаяся.

Вероятно есть, раз у прибора 4 конца, но не та
Все-таки по факту же видно, что прибор меряет ПРОХОДНУЮ емкость. Я вам предлагал померять емкость между пластинами с вставленных заземленных экраном. По всему видать, что он покажет ноль.

С мультиметрами проблема следующая: есть UpTec LP-300, но у него пределы 20nF 200nF 2µF 20µF 200µF 2000µF
5 пикушек не могу измерить.

Ясно, прибор для больших емкостей. Измерение малых просто маловостребовано, но они тоже должны быть.
Я как-то искал в нете и нашел, в связи с другой задачей: измерять емкость кроны растения относ земли. На единицы пик. Ссылки не сохранились или не помню где. Но искал я недолго, так что можно и повторить.
А можно и самому сделать. Не обязательно суперточный, но обязательно с автономным питанием и малогабаритный.
И тогда можно будет мерять емкость уединенных проводников Я серьезно.
Я тут подумал и согласился с Вами, что "конденсатор" из двух прилично разнесенных проводников будет иметь емкость в половину "абсолютной" независимо от расстояния. Есть хороший мысленный эксперимент, подтверждающий это. Я об этом еще напишу.

[tauP10]

Я вам предлагал померять емкость между пластинами с вставленных заземленных экраном. По всему видать, что он покажет ноль.

Я в этом нисколько не сомневаюсь.
Эксперимент с близко расположенным 5 мм при заземленном экране показывает падение емкости в 2 раза (и даже более , наверное за счет того что экран ширее планарника и часть взаимной емкости "отъедает" с обратной стороны пластин путем "оттягивания" на себя части электрического поля взаимной емкости)

[phil311]

"измерять емкость кроны растения относ земли. На единицы пик". - ИМХО, сомнительное дело... Разве
"крона растения" настолько хороший проводник, что
можно тут думать о емкости? Но если да, тогда и
ствол дерева неплохой проводник. А корневая система
отличное зазамление. Тогда чтобы мерять емкость,
надо перепилить ствол и всунуть туда прослойку изолятора. Или засушить часть ствола, чтобы таким
образом отключить крону от земли. В обеих случаях
дерево погибнет...
"подумал и согласился ... что "конденсатор" из двух прилично разнесенных проводников будет иметь емкость в половину "абсолютной" независимо от расстояния. Есть хороший мысленный эксперимент, подтверждающий это. Я об этом еще напишу".
- ЭКСПЕРИМЕНТ МЫСЛЕННЫЙ - В СТУДИЮ!!!

[vouk]

"измерять емкость кроны растения относ земли. На единицы пик". - ИМХО, сомнительное дело... Разве
"крона растения" настолько хороший проводник, что
можно тут думать о емкости? Но если да, тогда и
ствол дерева неплохой проводник. А корневая система
отличное зазамление. Тогда чтобы мерять емкость,
надо перепилить ствол и всунуть туда прослойку изолятора. Или засушить часть ствола, чтобы таким
образом отключить крону от земли. В обеих случаях
дерево погибнет...

Вы задаете много вопросов Непонятно, в чем сомнения. Прибор я сделал и он работает. Но он оказался не нужен заказчику, о чем я предупреждал. Это было наукой для меня. Но это уже не физика.
Соотношение емкостной и активной проводимостей зависит от частоты. На частотах 2-10 кгц это вполне можно. А на 100 мгц, наверное, будет нельзя.
У меня речь шла о небольших экспериментальных растениях, растущих в небольшом горшке, вместе с горшком. Емкость измерялась относительно металлического подноса.
У дерева тоже можно мерять емкость кроны, не перепиливая ствола. На ствол одевается ферромагнитный сердечник с обмоткой, т.е эдс наводится индукционным способом. Но это не мое изобретение.
Бесконтактным же способом можно мерять проводимость и других биологических тканей, в которые нельзя воткнуть электроды. Как Вы помните, я занимаюсь как раз биофизикой
По поводу эксперимента - чуть позже, сегодня же. Но Вы пугаете меня своим тоном, хоть бы смайлик какой влепили
ЗЫ. Проблема в том, phil, что я думаю, когда пишу Это требует времени. А я на работе.

[phil311]

Вот тебе и "электроника это просто". Оказывается, вовсе и не так просто. Чего уж казалось бы проще конденсатора? И то вот уже сколько времени разобраться не можем... Может быть поискать на других
форумах могучих физиков-теоретиков (можно и экспериментаторов также, потому что у нас здесь опыты Тау до сих пор никто еще не повторял) и предложить им поучаствовать в обсуждении проблемы?
"Всю жизнь я воевал с Максвеллом, - говорил Кельвин Тимирязеву, - не признавая светового давления, и ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами". (Максимов Д.Г. Курс электротехники. М. Воениздат: 1958. С.555).
Вот так и у нас. Фил воюет с Воуком насчет абсолютной емкости, а в это время Тау ставит эксперименты...

[phil311]

Дорогой Воук!
Простите за обилие вопросов. Но вот Вы разъяснили, и я уже кое-что понял. При таких оговорках да, наверное в самом деле можно померять емкость кроны. Не знаю, только, что это дает... Но не будем углубляться в оффтоп...
А насчет тона не пугайтесь, я Вас не съем
Надеюсь, Вы могли заметить разницу между тем, как я говорю с Вами и Тау, и как - с некоторыми иными "большими специалистами по антеннам".
"Проблема в том, phil, что я думаю, когда пишу". У меня такой проблемы нет - пишу не думая Как нас когда-то учил один подполковник "думать вообще не нужно, если бы я думал, то бы бы генералиссимусом"
К тому же пишу не на работе, а дома. У меня докторантура и уменьшенная учебная нагрузка... Так что мне проще во многих отношениях.
Мысленным экспериментом Вы уже заинтриговали, хотя предпочел бы потом на основе мысленного поставить и реальный, для большей уверенности...
Простите, Воук, и так уже у меня много вопросов, а тут еще один вертится на языке.... Вот Вы писали: "излучение обычного передатчика абсолютно когерентно и излучение параболической антенны обладает всеми свойствами лазерного. Расходимость луча считается по одной и той же формуле : угловая расходимость = лямбда / D, где D – диаметр луча . В радиодиапазоне вообще возможен только когерентный прием. Энергия кванта намного меньше энергии теплового движения, поэтому принимать отдельные кванты (как в оптическом)невозвожно. Их, по существу, и нет, квантов таких". Что-то мне трудно с Вами во всем этом так вот сразу согласиться, без анализа. В оычном передатчике есть обычный задающий генератор. А в нем неизбежные тепловые шумы (даже если его погрузить в жидкий гелий, даже если бы удалось охладить до нуля по Кельвину. Ни один реальный генератор не дает чистую синусоиду, всегда некий спектр близких частот (кривая Гаусса), всегда некую полосу частот, где масса синусоид смешаны хаотично, некогерентно (в силу некогерентности теплового шума). У кварцованного генератора спектр почище, а у LC погрязнее... И вот эта грязь идет в антенну и ею излучается в виде ЭМ волн. Такова реальность, о которой можно прочитать, к примеру в учебнике по радиофизике, автор - Горелик. Каким образом полуволновый вибратор превратит эти некогерентные колебания в когерентную ЭМ волну - мнея неясно, я сомневаюсь. Что в оптическом диапазоне кванты есть, а в радиодиапазоне их нет - тоже для меня крайне непривычная мысль. Либо они есть везде, либо их нет нигде. ЭМ спектр непрерывен, а мы для своего удобства поделили его на некие части... Кванты можно ловить на сколь угодно низких частотах. Вот есть такой прибор СКВИД. Это одновитковая катушка из сверхпроводника, замкнутая контактом Джозефсона. В коем контакте имеет место квантовый туннельный эффект. Такие СКВИДы делались еще 30 лет назад, и уже тогда в публикациях говорилось о том, что СКВИД в состоянии "ловить отдельные кванты магнитного потока", что энергия необходимая для переключения СКВИДа из одного состояния в другое - всего-ничего 10 в минус восемнадцатой степени Джоуля! Содрогнитесь от этой цифры! Строиились планы, как бы напичкать в объем порядка одного литра (т.е. 1 куб. дм)14 миллиардов
таких СКВИДов, при этом энергопотребление такого суперкомпьютера было бы сопоставимо с энергопотреблением человеческой головы (25 Вт). Трудность тут еще и такая, что в этом "мозгу" вместо ликвора - жидкий гелий...
Еще одно применение СКВИДа - связь с подводными лодками в их подводном состоянии без всплытия, м.б. даже лежащими на дне морском. А такая связь всегда делалась на очень низких частотах, потому что вода для них более проницаема... Кстати, сопоставьте реальные размеры СКВИДа и возможную длину волны. Это к вопросу, может ли сверхмалая антенна эффективно работать... Ответ на этот вопрос в общем случае, наверное, зависит все-таки и от того, как она устроена...
Может, я конечно чего не понял, типа Вы мне про Фому, а я Вам про Ерему, пишу ведь не думая

[phil311]

Да, забыл еще сказать, время переключения СКВИДа где-то на уровне пикосекунд.... Прикинул мощность. При одной пикосекунде получается 14 кВт тепла. При одно

[phil311]

При одной наносекунде - 14 Вт. Это частота порядка 1 ГГц. Если 10 ГГц, 140 Вт...
Вот Вам, Воук, классный прибор для измерения слабых ЭМ полей биологических объектов....

[vouk]

Отвечу кратко. Радиопередатчик и СКВИД.
Нет в мире совершенства. Радиопередатчик (излучающий несущую, имеется в виду. Не широкополосный сигнал) излучает все-таки синусоиду, а не "беспорядочную смесь их". Ну какую долю мощности занимают в ней шумы? Можно приближаться к идеалу, применяя стабилизацию частоты и уменьшая шумы, но ведь абсолютного ничего в природе не бывает. И лазер характеризуется "длиной когерентности" в луче. Она зависит от длины резонатора (примерно равна ему). Лазер от китайской лазерной указки имеет длину когерентности в доли миллиметра, а хороший газовый одномодовый лазер - в несколько метров. Но и то и другое - лазеры. С радиопередатчиком то же самое. Когда говорят о когерентном излучении, то противопоставляют ему тепловое излучение, где атомы или молекулы излучают независимо друг от друга. Если взять много микроскопических радиоизлучателей, несинхронизированных никак по фазе и частоте и смешать их в одном объеме, тогда получим некий аналог теплового излучения. Я говорю упрощенно, не только тепловое излучение некогерентно: свет люминесцентной лампы - тоже.
"Радиоквант". Я сказал, что его энергия много меньше энергии теплового движения. Естественно, при комнатной температуре. Есть такой "принцип наблюдаемости" в физике: то, что невозможно наблюдать - не существует. Если кто-то скожет, что открыл частицу, которую в принципе невозможно наблюдать, потому что она ни с чем вообще не взаимодействует, то что Вы ему ответите? Такой частице просто нет места в научной картине мира.
Радиокванты ненаблюдаемы при комнатной температуре. А СКВИД работает при температуре жидкого гелия. Энергия теплового движения - кТ, где к - постоянная Больцмана, а Т - абс. температура (не путать с абс. емкостью! ). Энергия кванта - аш ню. Если их сопоставить, то и будет видно, какие кванты при какой температуре можно наблюдать.

[phil311]

Воук, есть такая поговорка "раньше я Вас просто любил, у теперь еще и уважаю". В самом деле, как-то подозрительно много Вы чего знаете, даже для серьезного биофизика имхо много Спорить с Вами трудно... На Ваш краткий ответ про радиопередатчик и СКВИД даже трудно найти что возразить. Разве что по мелочам, опять Вы скажете что я придираюсь по пустякам.
В самом деле, речь шла именно о несущей, а не о полосе с модуляцией. И в самом деле шумы автогенератора пожалуй это не совсем то, что происходит в нити накаливания электролампы.
Конечно же, ненаблюдаемые величины, если их рассматривать как "эмпирические", как бы не существуют, разговор про них беспредметен... Однако
вот есть такая волновая функция "пси" в квантовой механике, безусловно Вы в курсе. Без нее ни уравнение Шредингера не напишешь, ни задачку не решишь... А ничего наблюдаемого в ней нету. Сторонники "эмпиризма" хотели бы вовсе изгнать подобную "метафизику" из теории, но не удается почему-то... Правда и то, что это немного оффтоп, не аргумент по конкретному вопросу о сопоставлении радиокванта с тепловым излучением.
И наконец самое существенное возражение. Если ЭМ излучение таки излучается и поглощается порциями-квантами, то это не зависит от частоты. Другое дело, что за тепловыми шумами можно кванта не заметить... Однако давайте поставим мысленный эксперимент. Будем излучать сверхдлинные радиоволны (буквально десятки килогерц)ламповым передатчиком с проволочной антенной. А принимать будем вот тем самым СКВИДом при темп. жидкого гелия. И что же? Пусть в режиме передачи или приема на обычную антенну с обычным приемником квантов не видно за тепловыми фдуктуациями, зато СКВИД-то их увидит, значит они есть и всегда были. Значит, и диполь излучает квантами... Днем звезд не видно на небе, разве они куда-то исчезают? Когда чего-то не видно при одних условиях, но видно при других, это уже не то, что "ненаблюдаемая" величина... А еще представим себе где-нибудь в пустыне Сахара циклопическое сооружение на длинные волны. раз в 10-100 больше длины волны. Каким-то образом мы создали активную среду, создали в ней инверсную населенность, вот бежит радиоволна по нашей структуре, и элементы этой структуры согласованно-когерентно отдают запасенную энергию этой волне. Неужто никакой разницы не будет с тем случаем, когда излучает тупой полуволновый диполь? Честно говоря, мне самому как-то все тут не до конца ясно, но прикидываю что на 70 см (435 МГц)
десять волн это всего навсего 7 метров....
Впрочем, лучше сконцентрироваться на основной задаче, разобраться с конденсаторами. А то даже и при всех Ваших и Тау серьезных знаниях, и Вы и он приходите к неким парадоксам и даже "побочным эффектам", о коих Тау, к сожалению, не хочет говорить... Когда я открывал тему, мне вопрос в целом казался намного более простым и ясным, чем теперь....