Куда уходит энергия в конденсаторах?

[Yuri222]

Ну и, наконец, тут просили привести более осязаемый для человека аналог движения пластины кондера , то, что можно потрогать руками.
Извольте.

Если есть 1 литр (1 кг) воды, и поднять его на высоту, то данный литр получит дополнительную потенциальную энергию за счет мех. работы.
Если двигать заряд против действия сил эл. поля, то этот заряд также получит доп. потенц. энергию также за счет мех. работы.

Если раздвигать заряженные пластины кондера, то между ними в дополнительно обхватываемом пространстве за счет мех. работы появится "дополнительное" эл. поле с "дополнительной" энергией.
ПолучИте аналог: Если есть литр воды, расположенный в сосуде в виде цилиндра и поршня, то если к-либо образом произвести ООчень много работы (=потратить энергии), то, при движении поршня в сторону увеличения объема сосуда,мы получим новый объем (2 литра) с 2 литрами воды. Дополнительный литр будет получен за счет проделанной работы (потраченной энергии).

Скажете - это чушь? А как же E = m*c*c/2 ?
Если имеете 4,5 * 10 в 16-й степени Дж энергии, то при кпд = 100% теоретически сможете получить этот 1 кг. воды (в принципе, любого вещества).

[Yuri222]

зелень-это траектория движения пластин, типа от положения енергия зависит.

это мои догадки

Т.е Вам можно "догадываться", причем ничем не обосновывая?
Я, кажется, понял в чем причины Вашего и некоторых других участников форума восприятия в штыки моих рассуждений. Их две.

1. Ваше отталкивание от формул ОТЦ (ТОЭ по-другому) позволяет сделать вполне правдоподобный расчет, подтверждаемый на практике. И это дает вам основание думать, что больше ничего не существует, и все просто. НО поймите, что теория электротехники - это всего лишь инженерный инструмент, который позволяет получить практически применимые результаты, но не объясняет их появления.
Откуда берется электричество? - электростанция преобразует мех. энергию в электрическую.
Как электрическая энергия поступает ко мне в квартиру? - по проводам. Все! Ну что же, девятка по электротехнике (закон сохраненеия энергии знаете, однако!) и двойка по электродинамике и физике - толком ничего не объяснено.
Электротехника оперирует токами, напряжениями, мощностями (активной и реактивной, в частности). Она, грубо говоря и сильно упрощая, призвана дать ответ на вопрос, сколько мы потратили активной энергии (в киловатт-часах) и сколько нам следует за нее заплатить.
То же и со столь любимыми многими симуляторами. Они тупо оперируют заложенными человеком в них уравнениями, но сами НИЧЕГО не способны объяснить. Они способны рассчитать токи и напряжения в нужных участках цепи в любой момент времени, но не рассчитают вам электромагнитного поля в пространстве, если вы, конечно, не заложили туда необходимый математический аппарат.

2. Вы рассматриваете перемещение элементарного (малого, единичного) заряда в эл. поле. НО! Физики применяют понятие единичного заряда в предположении, что его собственное поле не будет заметно влиять на исследуемое поле (т.е. что собственное поле этого элементарного заряда как будто = 0).
Но в нашем случае с конденсаторами это не так! При движении пластин мы перемещаем ВЕСЬ!!! заряд в пространстве, что не может не повлиять на уже имеющееся поле. То же и с перезарядом кондера - при его разряде на аналогичный перемещается 50% заряда с одного кондера на другой, в рез-тате чего напряжение ( и напряженность поля!) на первом падает в 2 раза!!!

[Yuri222]

Конечно, буду отрицать Энергия эл. поля :
W = V*epsilon E^2/2
Энергия всегда - квадратичная величина.
Перемещая заряды, вы изменяете конфигурацию поля. И еще изменяете его энергию.

Да, тут Вы совершенно правы, пропустил квадрат. Но в принципе:
Было поле объемом V, напряженностью E, обладающее энергией W. Раздвинули пластины. Объем стал 2*V, почему поле не "размазалось" по всему новому объему, а сохранило ту же напряженность E?
Вы скажете: механическая работа.... А как она "накачала" энергию в добавочный объем?

[Yuri222]

Кстати, Yuri222, я в той ветке написал про излучение. Вас же это интересует?

Большое спасибо за приглашение? (я так понимаю), но я сыт. Я уже писал, что электродинамика не являлась одним из моих любимых предметов. Хотя физическая интерпретация ее уравнений была для меня интересной.

Да, кстати, в том примере про вакуумный кондер в 1000 мкф, я написал, что перем. магнитное поле, появляющееся в результате перемещения пластин с зарядами, создаст электрическое: rotE = dB/dt ( с точносью до знака, что непринципиально). Вроде бы эл. поле должно быть вихревым, Вы не находите? Или же вновь порождаемое эл. поле рассеется между обкладками в виде тепла?
Не хотите ли сами оценить величину rotE?

[Yuri222]

Чуть не так сказал, если "оторвать" електрон то его на вторую обкладку не надо силой перемещать,
1. он сам будет перемещаться выполняя работу, но в конденсаторе диелектрик не проводит електроны, потому они "давят" на диелектрик и не могут "пройти". А вот проводник создает условия для перетекания этих елктронов. так правильне.
2. это все равно что трубочка в ведре с водой, количество воды вытекающее из ведра не зависит от высоты на какую его подняли, а вот енергия той воды различна. Так и тут, главное какое еквивалентное расстояние прошел електрон в поле конденсатора(какой потенциальный барьер преодолел) когда прошел от первой пластины на вторую.

1. Как будто считали, что не электрон совершает работу, а поле совершает работу по его перемещению. Не хотел придираться к словам, но и на мои ляпы никто глаза не закрывает.
2. Это-то и ежу понятно. Вы подняли ведро в поле тяготения Земли, добавив этой воде потенц. энергии. (Принимаем, что поле тяготения практически не зависит от высоты).
Но рассмотрите кондер: внутри него поле есть, а снаружи - нет (практически ). Вы раздвигаете пластины, двигаете заряды за пределы поля! И оказывается, что поле там уже как-то появилось.
Вы рассчитываете энергию этого поля в новом дополнительном объеме исходя из механической работы по перемещению зарядов - в точном соответствии с законом сохранения энергии. Против численных результатов никто не возражает. А вот ПОЧЕМУ там (за пределами первоначального кондера) вдруг появилось поле, в результате каких физических процессов?

[vouk]

Сообщение от vouk

Конечно, буду отрицать Энергия эл. поля : W = V*epsilon E^2/2 Энергия всегда - квадратичная величина. Перемещая заряды, вы изменяете конфигурацию поля. И еще изменяете его энергию.

Да, тут Вы совершенно правы, пропустил квадрат. Но в принципе:
Было поле объемом V, напряженностью E, обладающее энергией W. Раздвинули пластины. Объем стал 2*V, почему поле не "размазалось" по всему новому объему, а сохранило ту же напряженность E?
Вы скажете: механическая работа.... А как она "накачала" энергию в добавочный объем?

Вы уже, как минимум, в третий раз это спрашиваете, и столько же раз я Вам отвечаю. Когда Вы поднимаете гирю (сумку с картошкой на 4-й этаж) Вы задаетесь вопросом, как это Вы умудрились "накачать" механической энергией энергию поля тяготения? Привычное кажется понятным. А между тем это - одно и то же: работа в потенциальном поле.
А вообще, пытаться объяснить, что есть ЭМ (и гравитационное) поле на каком-то бытовом языке - затея дохлая ИМХО

[vouk]

Сообщение от vouk

Кстати, Yuri222, я в той ветке написал про излучение. Вас же это интересует?

Большое спасибо за приглашение? (я так понимаю), но я сыт. Я уже писал, что электродинамика не являлась одним из моих любимых предметов. Хотя физическая интерпретация ее уравнений была для меня интересной.

Да, кстати, в том примере про вакуумный кондер в 1000 мкф, я написал, что перем. магнитное поле, появляющееся в результате перемещения пластин с зарядами, создаст электрическое: rotE = dB/dt ( с точносью до знака, что непринципиально). Вроде бы эл. поле должно быть вихревым, Вы не находите? Или же вновь порождаемое эл. поле рассеется между обкладками в виде тепла?
Не хотите ли сами оценить величину rotE?

Вы сами про свой конденсатор написали, что пластины раздвигаются МЕДЛЕННО и равномерно, чтобы пренебречь излучением. Тогда не будет магнитного поля и ВИХРЕВОГО электрического (rotE = 0). Будет потенциальное поле, о чем я и говорил в предыдущем посте.
Вот если пластины раздвинуть до 10 м и колебать с частотой 10 Мгц, то, пожалуй, тогда будет..

[vouk]

Yuri222:

...А вот ПОЧЕМУ там (за пределами первоначального кондера) вдруг появилось поле, в результате каких физических процессов?

В результате перемещения зарядов - источников этого поля.

[Yuri222]

1.Когда Вы поднимаете гирю (сумку с картошкой на 4-й этаж) Вы задаетесь вопросом, как это Вы умудрились "накачать" механической энергией энергию поля тяготения? Привычное кажется понятным. А между тем это - одно и то же: работа в потенциальном поле.
2.А вообще, пытаться объяснить, что есть ЭМ (и гравитационное) поле на каком-то бытовом языке - затея дохлая ИМХО

1.Пожалуй, правильнее было бы: не накачать энергию поля тяготения, а совершить работу в поле тяготения против сил тяготения. И тем самым добавить потенц. энергии картошке.
2. Очень даже может быть. Хотя, были же раньше научно-популярные книжки...
Да и некоторые буржуи вполне внятно и образно пишут в своих книжках. А наши часто страдают излишней наукообразностью, что-ли.

[Yuri222]

Yuri222:

Цитата:

...А вот ПОЧЕМУ там (за пределами первоначального кондера) вдруг появилось поле, в результате каких физических процессов?

В результате перемещения зарядов - источников этого поля.

ОК, можно и такую точку зрения рассмотреть. Но, если увеличивать объем, занимаемый полем в пространстве (ну, к примеру - распространение электромагнитных волн в пространстве), то поле "разжижается", а суммарная его энергия остается прежней. А тут плотность энергии остается постоянной, а общая энергия поля увеличивается пропорционально увеличению занимаемого им объема.

Ну, по формулам из электротехники так и получается, это и должно было так получаться. И как будто видно - в результате движения зарядов...