Куда уходит энергия в конденсаторах?

[mtit]

Все инженерные расчеты, которые обычно касаются энергий - как правило, справедливы.
И очень просто рассчитать напряжение подключаемого конденсатора, если отталкиваться именно от энергий.
1.подсчитывется энергия одного конденсатора, исходя из его емкости и напряжения.
2.при условии, что конденсаторы равны, энергия делится пополам. (ну, можно перед делением отбросить пару процентов на потери)
3.Исходя из полученной при делении энергии и емкости одного конденсатора вычисляется напряжение...
В чем вопрос?... не понимаю...
Вроде, как ... все просто.
И на будущее - не надо считать токи и напряжения, если что-то непонятно. А с энергией, как правило, все прокатит...
С уважением, Михаил.

Извините - начал читать с конца, и на первый же пост - вопрос. А как энергию связать с напряжением? Формулу, связывающую напряжение, ёмкость и заряд - знаю. Энергию - могу проинтегрировать. А Вы - можете объснить - что имели в виду? Как может энергия поделиться пополам? Как в детсве? Один джоуль мне, другой - тебе. Повторить, пока ещё есть энергия? (Мы так честно делили предметы, которые сосчитать тогда не в силах были)

[phil311]

Господа электрики! Что-то тут не так. Все объяснения про потерю энергии "на нагрев проводников", на "излучение ЭМ поля", имхо, не катят... исходно мы рассматривали не реально-практическую ситуацию, а абстрактно-теоретическую модель. В которой можно забыть про нагрев и про излучение. И уж во всяком случае ПОЛОВИНА энергии ни на нагрев ни на излучение не уйдет. Слишком уж эффективными были бы нагревателяи- излучатели такого рода! вот есть просто конденсатор, и все вроде бы ясно с его емкостью, зарядом, напряжением... формула энергии конденсатора общеизвестна... но при параллельном соединении двух конденсаторов что-то уже с этими формулами - не сходится... какой-то тут парадокс. и ни при чем тут нагрев и излучение, не о том речь в исходных данных. Короче, "надо подумать"...

[phil311]

мысли после перекура. возьмем один кондёр. если мы раздвигаем пластины, в самом деле совершаем работу против сил поля, добавляем в систему энергию. емкость падает линейно, но напряжение растет квадратично. значит, энергия, запасенная в к-ре, увеличивается.
а если сделать наоборот? зарядили к-р, у которого пластины зафиксированы. вообще-то они притягиваются друг к другу, но некий "стопор" мешает. энергия запасена. отпускаем теперь "стопор". пластины начинают сближаться. пусть они у нас сближаются не до нуля, а до некоторого мЕньшего расстояния между ними. емкость росла линейно, напряжение падало квадратично. энергия поля уменьшилась. куда она девалась? кто-то скажет, что истратилась на преодоление сил трения пластин о направляющие. хорошо, мысленно сведем эти силы к нулю. условно - по "сверхтекучему гелию" они у нас скользили. но энергия все равно уменьшилась на столько, сколько получается расчетом по известным формулам. так куда она девалась? излучилась ЭМ волнами в пространство? ладно, замедляем процесс до "сколько угодно медленной скорости". какие уж тут волны... а энергия все равно уменьшилась.
нет, в самом деле не видно пока решения проблемы, имхо. большая просьба к некоторым участникам - не спешить "растопыривать пальцы" насчет незнания элементарных основ и школьных формул - а сначала подумать!!!
в принципе - два параллельно соединенных конденсатора, один из которых был заряжен - эквивалентны одному конденсатору, расстояние между пластинами которого уменьшилось в два раза. что в лоб, что по лбу...

[timopheev]

Привет электронщикам!
Клянусь своим пионерским галстуком - тема меня достала. До этого момента я, признаться, в общении на форуме не учавствовал. Но эта задачка с кондерами меня очень развеселила. И причиной тому следующее.
Шесть лет назад я окончательно и безповоротно связал свою жизнь с наукой - с физикой. Работаю я теперь в институте физики академии наук, даже уже защитил диссертацию. Но тогда, шесть лет назад, эту задачку мне задавал мой будущий шеф. Скажем в качестве вступительной задачи. Я тогда выкрутился - можно сказать угадал ответ. Но потом издевался над всеми моими знакомыми, которые были в состоянии понимать, что такое энергия заряженного конденсатора и какая суммарная емкость двух параллельно включенных кондеров. Куда девалась половина энергии? Помню один доцент всю доску мелом исписал. Пробовал и через заряд, и через напряжение и через что только не пробовал. Забавная задачка...
И главная ее прелесть в том, что она своей простотой ставит в тупик добрую половину физиков. В самом деле что может быть проще? Два конденсатора - один заряжен, другой разряжен. Соединили - половины энергии нет! В чем фокус? И здесь именно фокус! Тот кто ставит так задачу умышленно замалчивает вопрос: а что будет в момент соединения? В реальной системе всегда есть конечное сопротивление, ток будет течь за время порядка пяти постоянных времени и тепло выделится на сопротивлении, в точности равное половине потерявшейся энергии. А что же мы имеем в идеальной системе - резистора в цепи нет. А вот если нет резистора, то нет и постоянной времени - ток протекает за бесконечно малое время. А мы с вами знаем, что уравнения Максвелла утверждают, что "Изменение магнитной индукции порождает вихревое электрическое поле" - закон индукции Фарадея. Мы как раз и имеем изменение этой магнитной индукции вблизи проводничков, соединяющих конденсаторы. Соответственно в момент включения импульс тока генерирует импульс магнитного поля вокруг проводника, это изменяющееся во времени магнитное поле генерирует вихревое электрическое поле. Далее это электрическое поле снова генерирует магнитное поле и так попеременно, друг друга поддерживая, распространяется электромагнитная волна в пространство.
Таким образом половина энергии в идеальной системе уходит в электромагнитное излучение. В реальной системе в тепло, но не надо забывать, что тепло - это тоже излучение, но более высокочастотное.
Спасибо всем

[E_C_C]

Эфалд посрамлен,но как быть с вариантом , когда конденсаторы не подсоединяют друг к другу, а раздвигают/сдвигают пластины , о чем писал phill311
Понятно что энергия излучится ЭМ волной . но что её вызовет , ведь в такой системе нет перетекания заряда.

[tauP10]

Забавная задачка...
И главная ее прелесть в том, что она своей простотой ставит в тупик добрую половину физиков.

Уважаемый господин Тимофеев! Вы случаем имеете ввиду не ту половину физиков , которая "прекрасная" и про каждого из которых говорят что "Женщина - физик , это не женщина .... и не физик"
Как-то опустили Вы физиков (половину) , неужели все так плохо в отечественной науке?

[timopheev]

Еще раз вмешаюсь.
С раздвиганием - сдвиганием пластин ситуация проще. Насколько я понял, вопос звучит так: давайте возьмем заряженный конденсатор и в два раза уменьшим расстояние между пластинами. Заряд у нас сохранится, емкость увеличится в два раза, напряжение упадет в два раза. Таким образом энергия конденсатора упадет в два раза. Вопрос куда делась половина энергии становится тривиальным - она ушла на работу тех диссипативных сил, которые заставили остановиться пластины конденсатора именно на растоянии в два раза меньшем исходного. Ведь в конце концов вам нужно зафиксировать это растояние.

[soladko]

1.подсчитывется энергия одного конденсатора, исходя из его емкости и напряжения.
2.при условии, что конденсаторы равны, энергия делится пополам. (ну, можно перед делением отбросить пару процентов на потери)

Уважаемый, еклмнабвгд! Что значит отбросить пару процентов на потери? А если кондеры не равны? Я привел формулу для любых номиналов кондеров, по-моему все предельно ясно, а не ваши высказывания.

По поводу сдвигаемых пластин. если сдвигать пластины емкость растет линейно, напряжение линейно падает, енергия уменьшается. А почему? а потому что совершается работа, ведь мы по сути не сдвигаем, а отпускаем пластины и они сами притягиваются совершая работу(отдавая енергию) Если мы их раздвигаем то наоборот, за счет преодоления сил притягивания мы добавляем в систему енергию(емкость линейно уменьшается-напряжение линейно растет).

Так а что там с нашими физиками? Неужели все за границу уехали и один только Тимофеев остался?

[timopheev]

А разве нашему обществу нужны физики, математики?
Разве не занимательно спорить на форуме о высоком, не заглянув в университетский курс физики. (а для некоторых участников диспута и школьный курс освежить не помешало). Современному обществу нужны торгаши - менеджеры. А мы нет, поэтому осуждать тех кто уехал так же некорректно, как спрашивать почему остался у других.
Вообще эта тема здесь не обсуждается.

[us5iuy]

Всем добрый день. Вот возник один вопрос сам не могу додуматся до истины , может вы поможете. Короче суть вопроса в следующем : есть конденсатор емкостью С и мы его заряжаем до напряжения Uo , таким образом энергия электрического поля кондера должна быть Wо=(C*Uo^2)/2 . Дальше к этому конденсатору мы подключаем другой незаряженный конденсатор такой же емкости С . Поскольку оба конденсатора одинаковой емкости , то и заряд их будет одинаков , а следовательно и напряжение, и это напряжение будет равно Uo/2 от первоночального. А вот теперь и весь прикол : попробуйте из этой системы извлечь затраченную энергию. Максимум что удастся так это получить вдвое меньшую затраченную работу , и это не учитывая потерь.
Можете провести расчет самостоятельно что в новой системе где С=С1+С2=2С и U=Uo/2 энергия равна W=Wo/2 . И куда как вы думаете делась энергия Wo/2 . Все расчеты подтверждены эксперементально , но ответа на вопрос не дают.

Ничего никуда не девается, лучше задатся вопросом откуда бы ей взятся)))) Естесвенно энергия длится пополам (не учитывая потерь) между кондерами.