[Решено] Парадокс открытого LC контура

[tauP10]

.... а приборы ваши измеряют только переходную емкость между пластинами

Спасибо за вдумчивость и анализ, frend. Вы правы - мостовые измерители емкости меряют только емкость между измеряемыми проводниками и никакие другие не учитывают (в разумных пределах). Это факт.

я хочу услышать самые неожиданные версии описанному парадоксу. Ваш вариант записал в блокнотег.

Пользуясь случаем обращаю внимание на разницу в добротности. Особенно полезно это будет для phil311, как конструктора EH антенн, дай Бог ему здоровья. Если бы добротность снижалась только за счет увеличения емкости , то при увеличении емкости в 2 раза добротность по идее снижается в корень из 2-х.
Хотя при снижении частоты должна бы возрасти добротность катушки за счет снижения влияния скин эффекта и эффекта вытеснения и частично компенсировать снижение добротности контура.
Реально добротность снизилась более чем в 2 раза. И такой контур уже трудно назвать высокодобротным, что утверждают некоторые апологеты EH антенн

ЕН антенна является высокодобротным последовательным колебательным контуром (ЕН антенна состоит из сосредоточенных L и С...

По моим скромным представлениям снижение добротности влияет на частоту резонанса, но не настолько сильно как тут описано.

[Kai_BG]

есть мнение группы товарищей , что сосредоточенная емкость - конденсатор , обладает главным свойством накапливать энергию электрического поля в небольшой области пространства.
Ваш планарный конденсатор это не конденсатор а не пойми что такое. Емкость для этих размеров слишком уж мала. Электрическое поле разлито в том числе и в пространство (а про антенну не я первый начал ) и может замыкаться через близкорасположенные предметы , и через далеко расположенные (антенна жеж) . А возможно и не замыкаться вовсе уходя в бесконечность. Любой проводник, размеры которого много меньше расстояний к другим проводникам с некоторыми оговорками имеет право называться уединеннным и обладать своей собственной емкостью уединенного тела, зависящего от размеров самого себя. У вас Тау суррогат сосредоточенного конденсатора с некоторой долей уединенности. Вы же не зря максимально удаляли пластины от предметов лаборатории , сами наверное наблюдали их дурное влияние. Измерения и интерпретация емкости пластин не вписываются в физическую модель функционирования. Вы еще бы формулу Томпсона объявили ложной

[phil311]

Простите, дорогой Тау, за нетерпение!
Написал на старой ветке про планарный конденсатор
уже два коммента по поводу Вашего последнего опыта.
Сюда пока ничего не пишу, м.б. еще кто что умное скажет...

[ALEX__A]

Где зарыта собака несовпадения резонансной емкости и действительной (измеренной и расчитанной)??? Прошу помощь "зала"

Подобная конструкция планарного конденсатора с геометрическими размерами 240 х 300 мм не может считатся элементом со сосредоточенными параметрами. Т.о. рассматривать указанную конструкцию следует с точки зрения цепи с распределенными параметрами. Эквивалентная схема подобной цепи приведена на рисунке.

Для подтверждения или опровержения вышесказанного на практике разумно провести следующий эксперимент используя наиболее яркого представителя подобных цепей - отрезок коаксиального кабеля. Подключив отрезок коаксиального кабеля к измерителю емкости следует подобрать его длину так, чтобы значение полученной емкости составляло - 4,7 пф. Далее следует подключить указанный отрезок кабеля к экспериментальной установке вместо планарного конденсатора и найти резонансною частоту контура, после чего используя формулу Томсона получить "резонансную емкость" данного отрезка кабеля. Измерения следует повторить с кабелями различного типа, а также с различными типами двухпроводных линий связи - витыми парами, созданными из различного типа проводников с различным числом витков на единицу длины.

Надеюсь, что результаты подобного эксперемента будут интересны участникам форума.

С уважением, Алексей.

-- Прилагается рисунок: --

[phil311]

Ну разумеется, что результаты подобного эксперимента могли быть интересны. То ли дело в "распределенности параметров", то ли в "открытости контура" благодаря планарному конденсатору, то ли в каких-то еще не понятых иных "погрешностях измерений"....
Только вот вопрос - где найти того героя, который бы эти опыты проделал? Тау эксплуатировать дальше уже совесть не позволяет. Его того гляди уже просто погонят с работы... Не у всех есть необходимые приборы, время и желание.... Сам бы я хотел, но пока нечем измерять...
Так что благое пожелание "повисает в воздухе". Пока...
Хотя вообще-то в радиолюбительском практике уже бывало такое, что конденсаторы делали из кусков коасксиального кабеля. И даже целые контуры, объемные резонаторы, поскольку в кабеле "распределены" и емкость и индуктивность. Но никто до сих пор никаких особых "эффектов" при этом не замечал.... Что тут дает "распределенность параметров" пока что совершенно не видно. В диполе тоже все "распределено", и что из того?
Собственно говоря, даже не факт, что парадоксальный опыт Тау вообще сможет еще кто-то воспроизвести. А вдруг не получится? А кто знает ПОЧЕМУ именно у него все так получилось? Нужны совершенно независимые от Тау опыты, чтобы подтвердить хотя бы объективность обнаруженного "эффекта". А еще может быть, что у этого "эффекта" есть некое банальное объяснение....

[tauP10]

Подобная конструкция планарного конденсатора с геометрическими размерами 240 х 300 мм не может считатся элементом со сосредоточенными параметрами. .....Для подтверждения или опровержения вышесказанного на практике разумно провести следующий эксперимент используя наиболее яркого представителя подобных цепей - отрезок коаксиального кабеля

ЧТо и было проделано. На рисинуке желающие могут увидеть двух подопытных кроликов , керамический конденсатор 4,7pF (емкость реальная 5,25pF измерена сегодня еще раз) и отрезок коаксиального провода длиной 105 мм) емкостью 5,38 pF измеренный не отходя от кассы , длина подгонялсь чтобы иметь очень близкие результаты по измерению прибором.

Резонансные измерения по формуле Томсона с керамикой не изменились сегодя, с отрезком коаксиала частота резонанса 26,25Мгц , томсоновская емкость 6,45pF добротность контура с коаксиалом 18,3.

Продолжаю надеяться на более обоснованные версии парадокса (казуса ,так сказать)

-- Прилагается рисунок: --

[phil311]

Жуть как интересно все, что неизвестно....
Значит, с отрезком кабеля емкость как бы изменилась в 1,2 раза, а с планаркондёром она менялась в два раза, не так ли? Т.е. эффект есть, но менее выражен...
Если связывать "эффект Тау" с "антенно-излучательными" свойствами контура, напрашивается мысль, что планаркондёр более эффективный излучатель, нежели кусок коаксиального кабеля. А что касается распределенности параметров, то до сих пор не видно, как они объясняют эффект... Что же касается излучения, то выходит так, что это должно быть какое-то особенное излучение, а не "классическое излучение классических ЭМ волн". Поскольку в "обычной" ситуации никаких сдвигов частоты вроде бы никто до сих пор не наблюдал... Странно все это до безобразия, интуиция говорит что "что-то тут не так"... Но что "не так" все еще непонятно. Тау, скажите честно, а не решили ли Вы для прикола разыграть публику в окрестностях известного дня 1 апреля? В самом ли деле Вы все это измеряли и именно так получилось?

[tauP10]

Значит, с отрезком кабеля емкость как бы изменилась в 1,2 раза, а с планаркондёром она менялась в два раза, не так ли? Т.е. эффект есть, но менее выражен...

Нет, отрезок коаксиального кабеля имеет емкость всего на 2,5% больше керамики. Частота упала на 1,17% . НИКАКИХ ФОКУСОВ НЕТ. "распределенность параметров" роли не сыграла и не должна была сыграть , отрезок очень короток к длине волны.

Коаксиальний кабель не излучает , по моему убеждению,
при правильном применении. Вся энергия типа спрятана внутри него.

Я не намекаю на особенный вид излучения, на мой взгляд продольных ЭМ волн не существут, хотя конечно жаль что все так прозаично пока.

Все экспериментальные данные именно такие какие есть.
Никого не разыгрываю. Можете повторить эксперимент.

Моя мотивация наверное непонятна.
Мной движет "чувство справедливости" и желание помочь разобраться тем кто более заинтересован в конечном результате но возможно ошибается.

[phil311]

Тау!
Если все это не шутка, и если у Вас есть возможность продолжать опыты (а судя по опыту с кабелем, она есть), то не могли бы Вы посмотреть "последовательный резонанс"? Как я писал выше, без резистора и катушек связи. Или пусть даже и с резистором, но все-таки с последовательным а не параллельным соединением катушки и планарного конденсатора. Почему говорю про резитор, потому что у меня был ламповый Г4-18, с которым что ни делай, лампы не сгорят от перегрузки. А Ваш прибор кажется на транзисторах, кто их знает... Не хотелось бы Вас спровоцировать на поломку казенного прибора с вытекающими отсюда неприятностями... Может найдется и какой-нибудь старый ламповый ГСС...
ГСС дома у моего друга есть, а мерить емкость и индуктивность нечем. Могу только рассчитывать, но погрешности из-за несовпадения расчета и реально изготовленных образцов как-то мне кажется трудно учесть... Вот я сделал планарник 15х20 см с зазором 0,5 см вдоль длинной стороны... По расчету получается у меня 4,7 пФ. А фактически не знаю, сколько. Там есть еще два кусочка оргстекла по краям, для скрепления пластин. Надеюсь, что их диэлектрические свойства учитывать не обязательно, т.ке. оргстекла совсем немного по площали и объемы. На днях отправлюсь к другу измерять частоту резонанса. Но катушку тоже придется только лишь рассчитывать, а не измерять. Кстати, посчитали бы свою катушку. У нее и при измерении такой же "индуктанс" получается, как должно быть по расчету?
Должен признаться, что "туплю" тут с одним вопросом. Помню, что у кварца частоты последовательного и параллельного резонанса не совпадают. Вроде бы это связано с емкостью кварцедержателя. А у контура из катушки и кондёра вроде бы частоты этих резонансов совпадают. Разница лишь в том, что в одном случае "резонанс напряжений", в другом "резонанс токов". В параллельном контуре при резонансе максимум напряжения, в последовательном - максимум тока. Но что-то как-то нет внутренней уверенности, что я тут ничего не забыл и не перепутал. Самое время спросить какого-нибудь гуру,
как на самом деле. Пробовал даже в инете поискать, но то, что нашел, меня не вполне удовлетворило... А бумажные все справочники давно куда-то подевал...

[phil311]

Предыдущий пост пока писал, Тау успел разместить свой, который я увидел только теперь.
Не шутка значит не шутка, имхо глупо было бы устраивать такой розыгрыш, никакой нормальный человек думаю не стал бы этого делать. Так что, Тау, извините за такой вопрос...
Однако.... "отрезок коаксиального кабеля имеет емкость всего на 2,5% больше керамики". Ну это в смысле того, что при откусывании кабеля удалось подогнать емкость кабеля к емкости керамики (5,25 и 5,3 именно с такой точностью? Я-то о другом. При измерении емкости кабеля нерезонансным методом у Вас получилось 5,38 а при резонансе - частота такая, что при расчете емкости по формуле Томсона она вышла как будто бы 6,45 пФ? Так вроде бы,Ю судя по Вашему тексту? Ну вот, я поделил 6,45 на 5,38 и получил величину близкую к 1,2 - таков предполагаемый "выбег емкости" в резонансе. Тогда выбег частоты примерно 1,1. А Вы пишете, что частота упала на 1,17% . Чтойй-то я ничего не понял...