Куда уходит энергия в конденсаторах?

[phil311]

про емкостя - сплошной стеб. зато про катушки интересно... что же касается исходных в данной теме двух кондеров, меня сомневает одно обстоятельство. мне представляется, что в такой тупой электротеории, которая обходится двумя формулами C=q/U и W=C*U^2/2 нету места ни для ЭМ излучения проводов, ни для их нагрева на омическом сопротивлении... и тем не менее парадокс не в том, что опыт расходится с теорией, а в том, что в самой этой тупой теории уже возникает парадокс. две вышеуказанные формулы реально "ничего не знают" про нагрев либо излучение волн (это уже более сложная теория), но тем не менее уже абстрактно-теоретически половина энергии куда-то теряется...

[IOPA4]

Где-то читал труд уважаемого Академика, так тот писал, что энергия конденсатора сосредоточена в диэлектрике. Предлагал опыт - взять две металлические пластины, между ними диэлектрик (пробковая пластина). Сначала без диэлектрика, заряжаем этот псевдоконденсатор и разносим пластины подальше. Опять их сближаем одна над другой. Куда делся заряд? Теперь тоже самое, но с пробковым диэлектриком. Зарядили. Разобрали кондер - заряда нет. Собрали - есть И откуда он взялся? Сам не пробовал - поверил на слово.

[granel]

я тут **уписался** читая данную ветку, особенно позабавил физик профи с 6 летним стажем - уж не на физтех ли кивает? тогда вдвойне прискорбно за нашу науку.....Не стану кичиться своими регалиями и опытом работы, но , товарищи -- НЕ СМЕШИВАЙТЕ ДЛЯ РАСЧЁТОВ КОНДЕНСАТОРНЫХ СХЕМ РАЗНЫЕ ПОДХОДЫ -- для случая не заряженных предварительно конд. можно исп. форм. CU^2/2, НО НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ ИСП. ЭТИ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ПРЕДВАР. ЗАРЯЖЕН. КОНДЕС. ---только закон сохранения энергии заряда -- q*U/2=W. И не морочте себе и никому голову потерями и излучением, не смешите никого, мы рассматриваем идеальный конденсатор. Короче -- итоговое напряжение U/2 Закон сохранения энергии действует тут в своей великолепной силе....
АЛИЛУЙЯ :):):)

[granel]

кстати, это обязан знать каждый абитуриент МФТИ, а уж выпускник.......Поэтому стыдно за академию с такими аспирантами.

[g-user]

Господа, ну вы даете ...
Энергия системы осталась неизменной:
C * U*U / 2 = const
Емкость увеличилась в 2 раза:
2*C * Ux*Ux/2 = C * Uo*Uo/2
Отсюда Ux*Ux = Uo*Uo / 2, или Ux = Uo/sqrt(2).
Тоесть, напряжение упадет не в 2 раза а только в корень квадратный из двух. Просто, "интуитивно" кажется, что напряжение будет делиться пополам - но это тот случай когда интуиция ошибается.
А заряд конденсатора в таких случаях не сохраняется. Например, два конденсатора (емкостью С каждый) заряжены до напряжения U. А теперь включим их последовательно или параллельно. Имеем:
При последовательном включении:
заряд равен C/2*U*2 = C*U
энергия равна С/2 * U*2 * U*2 /2 = C*U*U
При параллельном включении:
заряд равен C*2 * U = 2*C*U
энергия равна С*2 * U*U /2 = C*U*U.

[paisa]

Привет из Болгарии!

Я думаю что 50% из энергии тратятся на физический процесс перезаряда конденсаторов. Почему точно 50%, мне совершенно неизвестно, но кажется - факт.

[Ralik]

Я знаю одно, не важно куда делась эта энергия, не важна теория и практика. Существующие понятия физики дают понять одно: вечного двигателя не существует, а двигатель - есть преобразование одной энергии в другую. Поэтому конденсаторы и разряжаются.

[g-user]

Привет из Болгарии!

Я думаю что 50% из энергии тратятся на физический процесс перезаряда конденсаторов. Почему точно 50%, мне совершенно неизвестно, но кажется - факт.

Действительно, то что я писал раньше относится к идеальному случаю. В реальности, мы имеем внутреннее сопротивление обкладок конденсатора. Фактически последовательно включены два конденсатора и внутреннее сопротивление обкладок. Система из двух последовательно включенных конденсаторов один из которых заряжен до напряжения U эквивалентна одному конденсатору емкостью C/2 заряженному до напряжения U.
Процесс перераспределения зарядов между отдельными конденсаторами это фактически процесс разряда эквивалентного конденсатора. Как и положено при разряде, напряжение на эквивалентном конденсаторе (а оно равно разности напряжений отдельных конденсаторов) падает от U до нуля.
Этот эквивалентный конденсатор запас энергию C/2*U*U/2, которая и выделяется на внутреннем сопротивлении обкладок - это действительно ровно половина всей энергии.
Так что, в действительности, напряжение на конденсаторах поделится пополам (таки, на практике интуиция не ошибается ), а половина энергии уйдет на нагрев обкладок.

[paisa]

Действительно, то что я писал раньше относится к идеальному случаю. В реальности, мы имеем внутреннее сопротивление обкладок конденсатора. Фактически последовательно включены два конденсатора и внутреннее сопротивление обкладок. Система из двух последовательно включенных конденсаторов один из которых заряжен до напряжения U эквивалентна одному конденсатору емкостью C/2 заряженному до напряжения U.
Процесс перераспределения зарядов между отдельными конденсаторами это фактически процесс разряда эквивалентного конденсатора. Как и положено при разряде, напряжение на эквивалентном конденсаторе (а оно равно разности напряжений отдельных конденсаторов) падает от U до нуля.
Этот эквивалентный конденсатор запас энергию C/2*U*U/2, которая и выделяется на внутреннем сопротивлении обкладок - это действительно ровно половина всей энергии.
Так что, в действительности, напряжение на конденсаторах поделится пополам (таки, на практике интуиция не ошибается ), а половина энергии уйдет на нагрев обкладок.

Я уверен, что если кондесаторы были идеальными, результатное напрежение после переключения конденсаторов будет ровно U/2. И этот факт жестко следует из зависимости для заряда:

Q = C.U = (2C).(U/2)

Дело в том, что в момент включения второго кондесатора к первому, возникает переходный процесс.
А для реактивных елементов, обладающих индуктивностю или капацитета, кажды переходный процесс является источником возникновения електромагнитных волн.
Вот и куда тратится половина энергии.
Здесь вопрос вопросов не куда энергия "исчезает", а почему точно половина энергии переобразуется таким способом.

(Извините мой русский язык. Изучал только в школе, примерно 30 лет назад.)

[tauP10]

paisa, у Вас очень неплохо получается по-русски, не надо извиняться, тут люди привычные и очень хорошо Вас поняли. Иногда на казус.ру пишут пользуясь только машинным переводом , и нормально.
Спасибо Вам за участие в этом интересном разговоре про конденсаторы.