откуда берутся новые дырки ?

[B@R5uk]

Давайте сразу решим один вопрос. Hand-Maker, вы хотите отрицать современные физические представления о мире, либо же вы хотите в них разобраться? В первом случае разговора не получится, во втором хотелось бы сначала увидеть ваши попытки разобраться, чтобы понять что именно вам непонятно.

[kosopet]

энергия от батарейки к лампочке переносится не током по проводам, а полем снаружи этих проводов. Вся энергия попадающая внутрь проводов теряется на их нагрев. При этом провода, соединяющие батарейку и лампочку служат всего лишь рельсами, направляющими это поле-переносчик, подавляющая часть энергии которого находится вне проводов. .

А можно где-то про это почитать но без супер сложной математики ?

[B@R5uk]

Если честно, не знаю. Я бы не был так удивлён, если бы это был общеизвестный факт.

Но в любом случае можно разобраться самому. Надо понимать что такое электростатический потенциал, чем он создаётся. Как создаётся магнитное поле токами. Нарисовать электрическое и магнитное поля вне и внутри проводников с током (можно качественно). Прикинуть плотность энергии, направление вектора Пойтинга. Тогда картина прояснится.

[Maykill]

kosopet
на уровне "блондинки":
как только к проводнику прикладывается разноть потенциалов, ближайший к краю носител заряда ( электрон к примеру)начинает двигаться к противоположному краю....двигаться довольно медленно ( мешают всякие атомы и прочая хрень в виде теплового колебания молекул..)
НО при движении заряда вокруг него возникает поле, которое практически мгновенно достигает другого края проводика, попутно возбуждая движение остальных носителей...
вот так

переполненный салон автобуса представьте...и внезапно вам надо выйти

[kosopet]

ну это понятно, тут по моему хорошо работает аналогия с водой в трубе - есть давление которое передается гораздо быстрее чем происходит движение самих частиц жидкости, и также есть падение давления на узком участке трубы, как падение напряжения на большом сопротивлении.

[Hand-Maker]

Ну так вот я и хочу понять. Если вся энергия к потребителю подается не по проводнику, а полем вокруг проводника, тогда для передачи большого количества энергии площадь сечения проводника не имеет значения... Так выходит? Ну тогда нет смысла делать запитку толстыми проводами. Вот пяти-киловаттный ТЭН... Подсоединяю проводом в 4 квадрата. Все отлично. Подсоединяю проводом 0,1. Че за хрень... провод сгорает. Почему он сгорает, если энергия по нему не передается?

[B@R5uk]

...возникает поле, которое практически мгновенно достигает другого края проводника...

И опять мимо! Да что такое. Распространение поля в проводнике подчиняется уравнению диффузии, я ж писал об этом выше. Это очень медленно по сравнению с распространением поля в вакууме. Плюс затухание и потери.

...Тогда для передачи большого количества энергии площадь сечения проводника не имеет значения... Так выходит?..

Нет, совсем не так. Чем больше поле и чем меньше диаметр провода, тем больший ток в проводнике возникает, тем больше потери. Не забывай ещё, что на поверхности проводника присутствуют заряды. Но это не лучший путь к пониманию.

[Hand-Maker]

как только к проводнику прикладывается разноть потенциалов, ближайший к краю носител заряда ( электрон к примеру)начинает двигаться к противоположному краю....двигаться довольно медленно ( мешают всякие атомы и прочая хрень в виде теплового колебания молекул..)
НО при движении заряда вокруг него возникает поле, которое практически мгновенно достигает другого края проводика, попутно возбуждая движение остальных носителей...

Не, ну это как раз понятно. Непосредственно электроны двигаются внутри проводника относительно медленно. Поле просто провоцирует начало направленного перемещения. Т.е. электрон в провод загнали, подключив потенциал. Поле распространаясь вдоль проводника в сторону меньшего (или противоположного) потенциала своим фронтом "командует" всем электронам продвинуться впред. В итоге с противоположного конца проводника вываливается другой электрон, а остальные делают "маленький шажок".
Я естественно утрирую. Не учитываю диффузный дрейф электронов, в результате которого электроны совершают гораздо бОльшие "перебежки".
Когда-то попадалась книжка по знакомству с электротехникой для начинающих, книжка с забавным оформлением, но весьма стоящая. Так там был приведен пример, что если собрать все электроны, прошедшие через двигатель троллейбуса за 30 лет эксплуатации, то они уместятся в объеме наперстка...

Я хочу понять почему именно поле переносит энергию, а не электроны в проводнике. Это как-то не согласуется с практическими применениями.

Чем больше поле и чем меньше диаметр провода, тем больший ток в проводнике возникает

Правильно. Поле способствует перемещени. зарядов. Но полезную работу совершают именно заряды, а не поле.

[B@R5uk]

Но полезную работу совершают именно заряды, а не поле.

Ротор электродвигателя тоже электронами вращается?

[Maykill]

"Я хочу понять почему именно поле переносит энергию...."
ну так носителями заряда ( энергии- как Вы говорите) и являются электроны
а поле это как-бы ( именно как бы) транспотрёр для их подачи в нужное место

[Hand-Maker]

Ротор электродвигателя тоже электронами вращается?

не передергивай. Вначале ты говорил про батарейку и лампочку. В двигателе электроны, перемещаясь по проводникам создают магнитное поле, которое и вызывает вращение. Именно движущиеся электроны создают поле. Поле вокруг проводника -- это как бы побочный эффект от протекающего тока. Не отрицаю, возможно какую-то небольшую часть энергии поле и передает. Но основную работу совершает ток -- направленное движение заряженных частиц.

Не увиливай, еще раз повторяю конкретный вопрос:
Если энергия передается не по проводам, зачем их делать большого сечения?

[B@R5uk]

зачем их делать большого сечения?

Чтобы потери энергии были меньше.

а поле это как-бы ( именно как бы)...

Мы нанимаем вас на работу и как бы будем платить зарплату, но именно как бы, потому что вы будете вкладывать в работу денег больше, чем получать от неё. Вот на что похожи ваши рассуждения.

Хоть одну формулу кто-нибудь приведёт? Или так и будете языком трепать? От этого понимание не приходит.

...Не увиливай...

Давайте сразу решим один вопрос. Hand-Maker, вы хотите отрицать современные физические представления о мире, либо же вы хотите в них разобраться? В первом случае разговора не получится, во втором хотелось бы сначала увидеть ваши попытки разобраться, чтобы понять что именно вам непонятно.

Вы пытались разобраться в следующих вопросах. Что такое энергия электромагнитного поля? Как её посчитать с простейшем случае неподвижных зарядов и стационарных токов? Что такое вектор Пойтинга-Умова? Как его посчитать? Чему равна плотность импульса электромагнитного поля?

Вам тут никто ничего не обязан объяснять. Хотите знаний -- трудитесь. Не хотите -- идите торгашом работать.

[B@R5uk]

Hand-Maker, специально для вас я придумал замечательных пример, призванный показать несостоятельность суждений, высказанных выше.

Возьмём две батарейки, одну на 10 вольт, другую на 100 вольт. Возьмём два провода (двухжильных с изоляцией), одного и того же сечения из одного и того же материала. Подберём длину проводов так, чтобы при токе в 1 ампер на них падало напряжение 1 вольт (сопротивление проводов 1 ом у каждого). Поберём такие две нагрузки, что будучи подключенными этими проводами к первой и второй батарее соответственно, они будут потреблять ток 1 ампер каждая. Очевидно, первая нагрузка будет иметь сопротивление 9 ом, а вторая 99 ом. А теперь смотрим.

Первая батарея отдаёт в цепь мощность 10 вольт * 1 ампер = 10 ватт. В проводе, соединяющим её с первой нагрузкой нагрузкой, теряется 1 вольт * 1 ампер = 1 ватт. Нагрузка потребляет 9 вольт * 1 ампер = 9 ватт. 1 ватт + 9 ватт = 10 ватт, всё правильно.

Вторая батарея отдаёт в цепь мощность 100 вольт * 1 ампер = 100 ватт. В проводе, соединяющим её со второй нагрузкой, теряется 1 вольт * 1 ампер = 1 ватт. Нагрузка потребляет 99 вольт * 1 ампер = 99 ватт. 1 ватт + 99 ватт = 100 ватт, всё правильно.

Но что же это получается?! По двум одинаковым проводам, сделанным из одного и того же материала с одной и той же концентрацией электронов, течёт один и тот же ток (скорость упорядоченного движения электронов одна и та же)! Чёрт, да они даже нагреваются одинаково! А энергия до нагрузки доходит в первом случае 9 джоулей в секунду, а во втором 99 джоулей в секунду.

Противоречие утверждению о том, что энергия переносится электронами в проводах. Или я не прав?

Это, конечно, не доказательство материальности электромагнитного поля, но должно навести размышления.

[kosopet]

да интересно ), действительно совершенно не соответствует трубопроводным аналогиям.
Однако непонятно - почему скорость распространения тока равна скорости света ? Если поле распространяется медленно, то после подачи напряжения на проводник длиной 1000 км. на нагрузке с другой стороны проводника что энергия начнет потребляться только через какое-то время ?

[B@R5uk]

Если поле распространяется медленно

Электромагнитное поле распространяется со скоростью света в веществе, которая равна скорости света в вакууме, делённой на показатель преломления вещества. Подразумевается, что вещество прозрачное и не является проводником. Это очень-очень высокая скорость. А вот в проводнике, в силу наличия в нём подвижных зарядов, характер распространения поля совсем другой (диффузия). Одним из проявлений этого является скин-эффект.

Ещё раз на счёт предыдущего примера. В силу одинаковой геометрии и одинакового тока в проводниках напряжённость магнитного поля одинакова в обоих случаях и внутри и снаружи проводников. Электрическое поле совпадает только внутри проводников, так как сила тока и геометрия проводников одинакова. Электрическое поле же снаружи проводников в первом и втором случае отличается.

Так как разность потенциалов между проводами во втором случае на порядок больше, то очевидно, что и поле, создающее эту разность потенциалов между проводами тоже на порядок больше. Соответственно энергия этого поля, а так же плотность потока энергии в каждой точке пространства снаружи проводников больше на порядок. Этот больший поток энергии и доставляет до нагрузки во втором случае большую мощность. При этом линии электрического поля направлены почти перпендикулярно проводам. Заряд, создающий это поле находится на поверхности проводников.

Хотя тут более грамотно будет сказать, что это заряд был создан токами, вызванными электромагнитным полем в течении переходного процесса, произошедшего в момент подключения проводов с нагрузкой к батарее.

[Rtmip]

Заинтересовала Ваша теория "рельс", однако хотелось бы уточнить для себя, вокруг проводников магнитное поле, электромагнитное или какое?

В силу одинаковой геометрии и одинакового тока в проводниках напряжённость магнитного поля одинакова в обоих случаях и внутри и снаружи проводников. Электрическое поле совпадает только внутри проводников, так как сила тока и геометрия проводников одинакова. Электрическое поле же снаружи проводников в первом и втором случае отличается.

Правильно ли я Вас понял, что работу в нагрузке или проводе выполняет некое поле, а не ток?

Вся энергия попадающая внутрь проводов теряется на их нагрев. При этом провода, соединяющие батарейку и лампочку служат всего лишь рельсами, направляющими это поле-переносчик, подавляющая часть энергии которого находится вне проводов.

[Hand-Maker]

Допустим, берем приведенный пример с проводами и нагрузками.
вектор пойтинга -- произведение векторов напряженностей магнитного поля и электрического
S=|ExH|
Напряженность магнитного поля пропорциональна току через проводник.
Напряженность электрическиго поля в случае стационарного поля пропорциональна разности потенциалов.

Связь напряженности электрического поля с потенциалами в общем случае такова:

E⃗ =−∇φ−∂A⃗ ∂t,

где φ,A⃗ - скалярный и векторный потенциалы. Приведем здесь для полноты картины и соответствующее выражение для вектора магнитной индукции:

B⃗ =rotA⃗ .

В частном случае стационарных (не меняющихся со временем) полей, первое уравнение упрощается до:

E⃗ =−∇φ.

Это выражение для связи электростатического поля с электростатическим потенциалом.

Теперь смотрим и видим, что для проводников в Вашем примере значение вектора Умова-Пойтинга одинаковое, а для нагрузок -- разное.
Мощность, передаваемая в нагрузку при одинаковых токах пропорциональна разности потенциалов. И в Вашем примере та разница мощностей изначально обусловлена разными энергиями источников напряжения.

Трубопроводная аналогия: вода течет самотеком по трубам одинакового сечения со скоростью например литр в секунду. Но в одном случае просто стекает в лужу, а в другом падает с высоты пары метров. Очевидно, что во втором случае вода может совершить гораздо большую работу. Но изначально у нее есть больший запас энергии при прочих равных...

Пока что Вы меня не убедили, что вся энергия передается исключительно полем. Потому что если в Вашем же примере взять одинаковые нагрузки и одинаковые источники, но соединить их проводниками разного сечения (так чтобы именно сечение провода определяло ток в цепи), то мы не получим на нагрузке равных мощностей, ибо тока не хватит. И вектор Пойтинга распределится соответственно между нагрузкой и подводящими проводами.

Почему-то грамотный электрик, инженер, радиотехник (и вся остальная братия) смотрит на проходящий ток и соответственно этому выбирает сечение провода, а не начинает рассуждать о векторах Умана-Пойтинга. И почему-то все нормально работает.

[B@R5uk]

...вокруг проводников магнитное поле, электромагнитное или какое?

Электрическое и магнитное поля -- это суть два разных проявления одной и той же материи, электромагнитного поля. В случае стационарных токов и неподвижных зарядов это электромагнитное поле тоже стационарно. Но оно имеет такие важные характеристики материи, как энергия, импульс.

Правильно ли я Вас понял, что работу в нагрузке или проводе выполняет некое поле, а не ток?

Совершенно верно. Только это всем известное поле, электромагнитное. Ток -- это всего лишь упорядоченное движение зарядов, не больше, не меньше. Перенос энергии и совершение работы производит поле.

В нагрузке типа нагревательных элементов поле непрерывно сообщает электронам кинетическую энергию, которая непрерывно за счёт соударений с атомами тратится ими на нагрев материала проводника. В электродвигателях поле передаёт ротору момент импульса и совершает работу, опять же через электроны. Да, электроны являются посредником. Однако энергия на всё это берётся не изнутри проводов, а снаружи их. В электромагнитах так вообще всё весело: поле передаёт импульс и совершает работу, двигая якорь, но здесь воздействие идёт уже не на подвижные заряды, а на спины атомов якоря.

Я чувствую, народ не хочет думать и работать самостоятельно. Надо нарисовать картинку полей внутри проводника.

[YS]

К сожалению, ни один знаток TYT ни разу не написал, что энергия от батарейки к лампочке переносится не током по проводам, а полем снаружи этих проводов.

Энергию переносят только волны. Стационарное магнитное поле энергию переносить неспособно. За это отвечают вот эти знакомые всем уравнения:




Нет изменения - нет переноса энергии полем. То есть, лампочка в цепи постоянного тока в "теории рельс" гореть не должна, но почему-то горит...

Ваши рассуждения отчасти верны для СВЧ-линий.

[B@R5uk]

Уж от кого, от кого, а от вас, YS, я такого не ожидал. За перенос энергии полем отвечает вектор Пойтинга. Для стационарного поля он вообще говоря не нулевой.

Закон сохранения энергии для электромагнитного поля:

Энергию переносят только волны.

Кстати, до недавнего времени я, к своему стыду, тоже придерживался этого заблуждения.