откуда берутся новые дырки ?

Здесь принимаются все самые невообразимые вопросы... Главное - не стесняйтесь. Поверьте, у нас поначалу вопросы были еще глупее :)
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

принцип суперпозиции работает
Слава богу.
надо учесть все слагаемые Э/М поля
Одного и того же поля. Отрицание принципа суперпозиции для вектора Пойнтинга лишает последний смысла. Я поясню. Вектор Пойнтинга показывает мощность и направление распространения одной конкретной электромагнитной волны, чем и ценен, для чего и вводится. В вашей формулировке мы при его расчете обязаны учитывать все поля, что делает бесполезным его применение. Например, при расчете вектора Пойнтинга для электрического диполя мы, по вашей мысли, обязаны учитывать магнитное поле Земли, Луны, Солнца, телевизора в соседней комнате и т.п.

В частности, из ваших утверждений следует, что мощность в лампочке, подключенной проводами к аккумулятору, должна меняться при изменении положения установки в пространстве, поскольку при этом будет меняться составляющая э/м поля Земли и Луны, которую, по вашим идеям, мы не имеем права не учитывать, поскольку, как вы утверждаете, принцип суперпозиции для вектора переноса энергии не работает...

Представление о переносе энергии полем верно только для волн. В википедии есть пример для вас:


In static fields

Poynting vector in a static field, where E is electric field, H is magnetic field, and S is Poynting vector

The consideration of the Poynting vector in static fields shows the relativistic nature of the Maxwell equations and allows a better understanding of the magnetic component of the Lorentz force, q(v × B). To illustrate, the accompanying picture is considered, which describes the Poynting vector in a cylindrical capacitor, which is located in an H field (pointing into the page) generated by a permanent magnet. Although there are only static electric and magnetic fields, the calculation of the Poynting vector produces a clockwise circular flow of electromagnetic energy, with no beginning or end.

While the circulating energy flow may seem nonsensical or paradoxical, it proves to be absolutely necessary to maintain conservation of momentum. Momentum density is proportional to energy flow density, so the circulating flow of energy contains an angular momentum.[14] This is the cause of the magnetic component of the Lorentz force which occurs when the capacitor is discharged. During discharge, the angular momentum contained in the energy flow is depleted as it is transferred to the charges of the discharge current crossing the magnetic field.


То есть, расчет вектора Пойнтинга для стационарных полей не дает реальной передачи энергии куда-либо, поскольку он получается замкнутым! Все это нужно только как математический костыль для закона сохранения момента. В статическом поле энергия только запасается, и высвобождается она лишь при изменениях поля. В нашем случае с лампочкой - импульс самоиндукции при размыкании цепи.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Реклама
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

Вы слишком ограничиваете возможности вектора Пойнтинга, и в этом вы не правы.
Отрицание принципа суперпозиции для вектора Пойнтинга лишает последний смысла.
Бессмысленно отрицать то, чего нет. Тем не менее смыл вектор Пойнтинга не теряет, хоть суперпозиция для него не работает.
То есть, расчет вектора Пойнтинга для стационарных полей не дает реальной передачи энергии куда-либо, поскольку он получается замкнутым!
В общем случае это не верно. Разумеется, никакая комбинация неподвижных зарядов и неподвижных магнитных диполей не даст такого поля, чтобы существовала замкнутая поверхность, поток вектора Пойнтинга через которую не равнялся бы нулю. Однако всё меняется, когда имеются стационарные токи.
В статическом поле энергия только запасается, и высвобождается она лишь при изменениях поля.
В общем случае тоже не верно. Энергия также может переносится стационарным полем. Это явственно следует из формулы для вектора Пойнтинга. В его определении нигде не сказано, что надо выделить лишь какую-то часть поля, поскольку это было бы неверно.
Реклама
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

Иродов И.Е. - Основные законы электромагнетизма. 1991 год, издание 2. Глава 10 "Уравнения Максвелла", параграф 10.4 "Энергия и поток энергии. Вектор Пойнтинга". Страница 253-254, Пример 2. Выделение теплоты в проводнике.
Заметим, что в источнике тока вектор Е направлен против тока I, поэтому в области источника вектор Пойнтинга направлен наружу: там электромагнитная энергия выходит в окружающее пространство, т.е. оказывается, что энергия от источника тока передаётся не вдоль проводов, а через окружающее проводник пространство в виде потока электромагнитной энергии -- потока вектора S.
Думаю, эта цитата должна снять все стоящие на данный момент вопросы.

Так же полезно почитать следующий далее пример 3, очень поучительно.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

Энергия также может переносится стационарным полем.
Берем два наших изолированных провода, по которым энергия поступает к лампочке, и плотно скручиваем. Магнитного поля нет, оно скомпенсировано, т.к. токи в проводах текут в разных направлениях. Вектор Пойнтинга, как ни считай, полюбому ноль. Электрического поля тоже почти нет, так как в целом система электронейтральна. А лампочка горит... Видимо, энергию переносит магнитное поле Земли? :)))
в области источника вектор Пойнтинга направлен наружу: там электромагнитная энергия выходит в окружающее пространство
Охренеть. Батарейка излучает (!) энергию. Скорее всего, пример вырван из контекста, как было с Сивухиным.

Поймите, что все эти разговоры о векторе Пойнтинга в стационарных полях - математическая абстракция, красиво показывающая непротиворечивость матаппарата. А вы там ищите физический смысл. :)
Думаю, эта цитата должна снять все стоящие на данный момент вопросы.
О снятии вопросов. Обратимся к Сивухину, который, как я понял, для вас все же авторитет.

§28, "Электрическая энергия", гласит:

Величина W называется объемной плотностью электрической энергии. Напротив, выражение 28.5 может быть формально истолковано как потенциальная энергия взаимодействия электрических зарядов, и притом взаимодействия на расстоянии. Такое истолкование исключает представление о локализации энергии в определенных участках пространства. В нем акцент ставится на электрические заряды, в частности на заряды проводников, находящихся в диэлектрике. При первой же интерпретации центр тяжести переносится в диэлектрики, окружающие эти проводники. Внутри проводников Е = 0, и в них совсем не локализована электрическая энергия. Она целиком локализована в диэлектриках. Какому же из этих двух представлений об электрической энергии следует отдать предпочтение? В рамках электростатики принципиально невозможно указать ни одного опыта, который позволил бы сделать выбор между ними. Дело в том, что в электростатике электрическое поле неотделимо от зарядов, являющихся его источниками.

То есть, по Сивухину, мы вообще спорим ни о чем. :))) Просто каждый выбирает то, что ему ближе... Вот это правда снимает вопросы. :)
В его определении нигде не сказано, что надо выделить лишь какую-то часть поля, поскольку это было бы неверно.
Зато Сивухин в §84 явственно выводит понятие вектора Пойнтинга с учетом того, что E и H являются решением одного волнового уравнения.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

Стационарный ток -- это не электростатика. А с выводами Иродова вы ознакомились?
Реклама
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

Пока что ищу, где его скачать.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Реклама
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

Между прочим, Сивухин выводил свои формулы для вектора Пойнтинга в общем случае, а не для электромагнитной волны.

Иродова могу закинуть в котоящик, если он будет доступен сразу. К сожалению, он будет проходить проверку.

Между прочим, уравнения Максвелла не обязательно приводят к волновому уравнению.
...все эти разговоры о векторе Пойнтинга в стационарных полях - математическая абстракция, красиво показывающая непротиворечивость матаппарата...
Нет, вы не правы. Статическое поле также материально, как и любое другое.
Последний раз редактировалось B@R5uk Вт ноя 11, 2014 19:15:06, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

Иродова нашел.

Не будете ли вы так добры пояснить его пример 3? Что изменится, если источник будет расположен справа, но в обратной полярности? Направление векторов E и H не изменится, соответственно, не изменится и направление вектора Пойнтинга.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

Разность потенциалов между проводами будет обратная, соответственно, электростатическое поле будет направлено в обратную сторону, а так же вектор Пойнтинга.
Охренеть. Батарейка излучает (!) энергию.
Ну, глагол "излучать" тут немного не к месту. Да, поле переносит энергию от батарейки, но это происходит не за счёт волн, а стационарно.
Последний раз редактировалось B@R5uk Вт ноя 11, 2014 19:41:43, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

Ну что я могу сказать, такая математическая абстракция, судя по всему, действительно имеет место, что указывает на непротиворечивость матаппарата. Тем не менее, полагать, что стационарное поле и правда переносит энергию, невозможно, поскольку его напряженность постоянна в каждой точке пространства.

Это сродни задаче о полутора землекопах. Математически все верно, но физическая реальность устроена по-другому. :)

Кстати, к вопросу о землекопах. :)
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

Тем не менее, полагать, что стационарное поле и правда переносит энергию, невозможно, поскольку его напряженность постоянна в каждой точке пространства.
Вы ошибаетесь. С напряжённостью связана плотность энергии. Из постоянства плотности энергии ещё не следует отсутствие потока энергии. Это как в бесконечной плоской волне с круговой поляризацией: плотность энергии во всём пространстве постоянна, а перенос энергии есть. Так же и в случае стационарного электромагнитного поля. Можете считать его волной с нулевой частотой (хотя на счёт корректности последнего утверждения я не уверен).
Последний раз редактировалось B@R5uk Вт ноя 11, 2014 19:50:07, всего редактировалось 2 раза.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

В таком случае я прошу вас указать эксперимент, подтверждающий, что проводник не играет роли в переносе энергии в отсутствие колебаний поля.

Например, перенос энергии волной можно обнаружить по свечению газоразрядных ламп в переменном поле.
Последний раз редактировалось YS Вт ноя 11, 2014 19:51:03, всего редактировалось 1 раз.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

Так ведь мы этот эксперимент уже которую страницу мусолим. Проводник, тем не менее играет огромную роль в переносе энергии, не смотря на то, что энергия переносится в пространстве вокруг проводника. Это своего рода "рельсы", которые направляют поле и переносимую им энергию.

Кстати, вы знаете, как преобразуется электромагнитное поле при переходе в движущуюся систему координат?
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

Подождем с переходом в другие системы координат. Если вам не сложно, дайте еще раз пояснение такого эксперимента. То есть, как я могу наблюдать передачу энергии постоянным полем, но без участия потока заряженных частиц между источником и приемником?

Например, образец, помещенный в переменное поле, нагревается, что свидетельствует о поглощении им энергии волны. Что является эквивалентом для стационарного случая?
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

Не знаю такого эксперимента. Полагаю, без стационарных токов ничего не получится, но строгого доказательства не знаю. Впрочем, говорят, Никла Тесла придерживался другого мнения. Я не в курсе подробностей.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

Отсутствие эксперимента переводит эту идею в разряд результатов априорного синтеза. Однако чистый априорный синтез, вообще говоря, находится в противоречии с идеями позитивизма, составляющего ныне основу научного метода. По этой причине я и склонен считать это абстракцией, игрой математики. :idea: Разумеется, до подтверждения этой концепции опытом.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
B@R5uk
Собутыльник Кота
Сообщения: 2896
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Откуда: приходит весна?

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение B@R5uk »

В любом случае, я весь этот разговор затеял к тому, что электричество не имеет ничего общего со всякими сантехническими аналогиями. Электрический ток не совершает работы, он только переносит заряды. Энергию переносит поле, работу совершает тоже только поле.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

Электрический ток не совершает работы, он только переносит заряды.
Электрический ток - по определению направленное движение зарядов. Заряды переносит поле. :)
электричество не имеет ничего общего со всякими сантехническими аналогиями
Вот с этим я согласен. А остальное требует экспериментального подтверждения. :idea:
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Rtmip
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 963
Зарегистрирован: Чт апр 03, 2014 23:16:55
Откуда: Россия

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение Rtmip »

Вы уж извините мое невежество, но для меня остается загадкой как магнитное поле нагревает проводник...
B@R5uk, я не придираюсь к словам, это важный момент в свете того, что Вас "недавно поразило"...
Как проводник нагревается благодаря движению и столкновению, например, электронов под действием электрического поля
мне понятно и это доходчиво изложено у того же Сивухина:
Изображение
Изображение
Ну и утверждение, что поле выполняет работу, а ток просто течет - неверно, сразу вопросы, рельсы и шпалы возникают :))
Ток, электроны, не просто текут, они есть причина нагрева в том примере с батареей и лампочкой, плотность тока(зависящая от поля)
есть причина почему провода нужны определенного сечения, а не просто там себе "рельсы"...
Наконец, сама формулировка: "поле совершает работу" верна и нет. Вопрос философский, судите сами: поле возникло и начало воздействие
на электроны из-за батареи :idea: значит батарея совершает работу? А может химические процессы в ней? Или вспомним, что батарею
изготовил человек, тогда он совершил работу по нагреву проводника?! Может проще говорить, что ток совершил работу? :))
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: откуда берутся новые дырки ?

Сообщение YS »

B@R5uk, я хотел бы попросить вас прокомментировать следующий опыт:

Изображение

В верхней половине конденсатора магнитного поля нет. Ниже на том же рисунке показан способ выполнить это условие. Потенциалы пластин подобраны так, что напряженность электрических полей в промежутках одинакова.

Как видно, конфигурация полей подобрана так, что вектор Пойнтинга указывает четко из объема конденсатора. То есть, оттуда вытекает энергия, причем только вытекает, что следует из конфигурации полей. А если она вытекает, значит она должна откуда-то браться, верно? То есть, в такой конфигурации по вашей мысли конденсатор должен разряжаться. Не поясните, как это будет происходить?

В противном случае необходимо признать, что вектор Пойнтинга для стационарных полей - чистая абстракция.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Ответить

Вернуться в «Теория»