Куда уходит энергия в конденсаторах? - Страница 9

phil311 · 14.04.2009, 13:56

Дорогой timopheev, конечно же надо сначала рассказать всем про себя любимого, а уж потом решать задачу. Увы, у нас много людей, умеющих бряцать степенями и званиями, и считать других недоумками. Но мало тех, кто может давать корректные ответы на вопросы.

Цитата:

В реальной системе всегда есть конечное сопротивление

с какой стати всегда? есть реальные сверхпроводники, из которых можно сделать обкладки и провода. что же, процесс произойдет "мгновенно"? вообще-то ЭМ волны распространяются с известной скоростью.

Цитата:

половина энергии в идеальной системе уходит в электромагнитное излучение

чтобы было излучение, нужен излучатель. у к-ра обкладки экранируют друг друга, проводники можно сделать достаточно малыми, чтобы они не были эффективной антенной. дальше что?

Цитата:

...ушла на работу тех диссипативных сил, которые заставили остановиться пластины конденсатора именно на растоянии в два раза меньшем исходного.

хорошо, рассмотрим ситуацию, пока пластины еще движутся навстречу друг другу с ускорением под действием сил притяжения + и - зарядов, ДО того как "диссипативные силы" заставили их остановиться. Энергия УЖЕ уменьшилась, куда она делась? если никаких "упоров" не делать, пластины сблизятся до соприкосновения, произойдет разряд... но в последнюю долю секунды перед контактом и разрядом емкость увеличится многократно, во столько же раз уменьшится напряжение, а поскольку в выражении для энергии напряжение в квадрате, то энергия здесь падает не в два раза, а во много-много раз... опять скажете, что энергия ушла в ЭМ излучение... но давно ли это конденсатор, все поле у которого сосредоточено в пр-ве между пластинами, стал эффективным излучателем?

... вообще конденсаторы штука интересная... давно ли спорили про "планарный конденсатор" и уместность понятия "уединенной емкости" применительно к его пластинам... и вот еще одна тема.

tauP10 · 14.04.2009, 14:41

Сообщение от phil311

Энергия УЖЕ уменьшилась, куда она делась? если никаких "упоров" не делать, пластины сблизятся до соприкосновения, произойдет разряд... но в последнюю долю секунды перед контактом и разрядом емкость увеличится многократно, во столько же раз уменьшится напряжение, а поскольку в выражении для энергии напряжение в квадрате, то энергия здесь падает не в два раза, а во много-много раз... опять скажете, что энергия ушла в ЭМ излучение...

Уважаемый phil311, скользящие без трения пластины , навстречу друг другу, под действием сил кулонова притяжения (*вспоминая Райкина*) , приобретают кинетическую энергию механического движения , которую придется рассеять при столкновении с ограничителем. Если ограничитель абсолютно упругий и предусмотрены меры по минимизации ЭМ излучения, то пластины будут подпрыгивать после столкновения с ограничителем почти на ту-же исходную высоту . Будет наблюдаться процесс обмена : потенциальная энергия Эл поля - кинетическая энергия движущихся пластин - потенциальная энергия сжатия абсолютно упругого ограничителя.... и всё в обратном порядке.

soladko · 14.04.2009, 16:17

все верно.

А вообще если по сути, то в теме рассматривались реальные конденсаторы, потому фантазировать на тему сверпроводников нет необходимости(я о том что сопротивление проводников конечное). Да и если вы это сделаете, то никто не отменял незатухающего колебания, при котором енергия никуда не денется а будет сосредоточена в индуктивности и емкости ваших сверхпроводящих конденсаторов. Но все равно эти колебания будут затухающими, ведь даже без излучателя любой контур сам по себе излучает.

Что все взялись за эту "половину" енергии??? а если мы соединим кондер на 1000 мкф с незаряженым кондером на 500 мкф - сколько мы потеряем? А ?

phil311 · 14.04.2009, 19:07

глубокоуважаемый гражданин tauP10 прошу Вас и умоляю - будьте внимательны! прочтите еще раз мой предыдущий пост. обратите внимание, что там рассмотрена ситуация
ДО столкновения пластин друг с другом или с какими-либо препятствиями на их пути. не дошло еще до ограничителя, не начали еще пластины "подпрыгивать", не вступили еще в действие "диссипативные силы", превращающие механическую энергию в тепловую! а по расчетам, энергия электрического поля УЖЕ уменьшилась. вот в чем вопрос-то был.

Цитата:

вообще если по сути, то в теме рассматривались реальные конденсаторы

извините, ув. soladko, но лично мне намного интереснее анализировать не "реальные конденсаторы", а их теоретическую модель, и попытаться понять, что "не так" с этой моделью. само собой понятно, что реальные к-ры уж как-нибудь без нас сами разберутся, как им себя вести. вопрос же в том - умеем ли мы их правильно описывать?

sanitar249 · 14.04.2009, 19:20

Сообщение от phil311

ДО столкновения пластин друг с другом или с какими-либо препятствиями на их пути. не дошло еще до ограничителя, не начали еще пластины "подпрыгивать", не вступили еще в действие "диссипативные силы", превращающие механическую энергию в тепловую! а по расчетам, энергия электрического поля УЖЕ уменьшилась. вот в чем вопрос-то был.
?

Совершено перемещение, в сторону действия силы, энергия системы просто обязана уменьшиться...
Удачи!

soladko · 14.04.2009, 19:22

Цитата:

ДО столкновения пластин друг с другом или с какими-либо препятствиями на их пути. не дошло еще до ограничителя, не начали еще пластины "подпрыгивать", не вступили еще в действие "диссипативные силы", превращающие механическую энергию в тепловую! а по расчетам, энергия электрического поля УЖЕ уменьшилась. вот в чем вопрос-то был.

так в чем вопрос, енергия уменьшилась и потратилась на кинетическую енергию движения пластин. Она вернее перешла в кинетику пластин.

tauP10 · 14.04.2009, 21:29

Сообщение от phil311

...не дошло еще до ограничителя, не начали еще пластины "подпрыгивать", не вступили еще в действие "диссипативные силы", превращающие механическую энергию в тепловую! а по расчетам, энергия электрического поля УЖЕ уменьшилась...

хорошо, не дошло так не дошло, это просто ранее сказал что будет дальше. Посудите сами - потенциальное электрическое поле действует на заряды в пластинах и создает силу притяжения . А пластины обладают массой. Вот сколько силы E поля совершат работы по сближению пластин, столько эти пластины получат кинетической энергии (при условном отсутствии потерь не трение , излучение). Или Вы будуте утверждать что кинетическая энергия движения не возникает в этом процессе? Очень близкая аналогия - потенциальное гравитационное поле. Притягивает? -да , энергия m*g*H переходит в m*V^2/2 ? Переходит.
Ну вот... в таком же духе и с конденсатором.

Чувствую что зададите вопрос с массой пластин стремящейся к 0-лю.

lmnlmnlmn · 14.04.2009, 22:46

Тимофееву - УРА!!!

phil311 · 14.04.2009, 23:45

Цитата:

Чувствую что зададите вопрос с массой пластин стремящейся к 0-лю

логично! благодарю за подсказку! и что - у Вас уже
готов ответ и на это?

парадокс в том, что по закону сохранения заряда напряжение (в исходной задаче) должно было уменьшиться в два раза, а по закону сохранения энергии - в корень из двух. меня бы больше устроило, если бы кто-нибудь сказал, что каждая теория имеет ограниченную область применимости, и что электростатика всего лишь теоретическая модель, совпадающая с реальным положением дел лишь в неподвижности, которая тут уже нарушена подключением второго конденсатора (либо движением пластин).............

timopheev · 15.04.2009, 00:00

Дорогой phil311!
Я все-таки советую заглянуть Вам в учебники. Для начала подойдет курс Фейнмана. В интернете есть.
Теперь корректные ответы на Ваши конкретные вопросы:

1) К сожалению, даже сверхпроводники несут потери на ГигаГерцовых частотах и выше. Кроме того, раз уж Вы блеснули интеллектом по поводу сверхпроводимых обкладок и проводов, то надо было бы подумать, о том что сверхпроводящее состояние разрушается как критическим током (вполне конечным), так и критическим полем (тоже конечным). В рассматриваемой системе оба фактора или каждый по-раздельности разрушат сверхпроводимое состояние Вашего супер-конденсатора и ПШИК!
Далее, процесс перетекания тока будет конечен во времени. С этим ничего не поделаешь, но главное что он достаточно быстрый. Тогда то, о чем я писал раннее справедливо.

2)Излучателем будет любая кофигурация проводников, соединяющих конденсаторы. Вопрос об эффективности не к месту. Еще раз говорю, возьмите учебник по электродинамике, вы найдете там много нового. Более того, любой, даже прямой проводник обадает конечной индуктивностью, а это значит, что в системе, теперь уже не очень-то и идеальной, возникнут колебания, амплитуда которых будет затухать по мере излучения электромагнитной энергии в пространство.

3) на него Вам квалифицированно ответил tauP10

И последнее, на будущее... Если будете начинать свои обращения ко мне в такой форме, как Вы это уже сделали, я отвечать на них не буду. Не люблю тратить время, объясняя идиоту, что я не унитаз.