Соединение конденсаторов

[valentinovich]

Да уж, выразился точно кривовато, но понятно.
И я смею заверить, что (при лазании в дебри по соблюдению всех сопутствующих параметров) аналогия точнейшая.
<Речь идет о силе, поддерживающий "ток" в случае воды это инерция>
Нет, в случае с водой - это перепад высот (причём в каждую единицу времени свой!), а вашем случае это текущая разность эл. потенциалов.
На сём, при оставшихся вопросах, посоветую обратиться к соответствующему чтиву по данному вопросу и вопросу об аналогиях.

[FPGAlover]

С перепадом высот не соглашусь: в момент, когда уровни сравняются - вода действительно будет продолжать двигаться именно по инерции. Собственно энергия системы будет состоять из потенциальной, обусловленной наполненностью ведер и кинетической - инерцией текущей воды.
А перепад высот будет заведовать ускорением.

[valentinovich]

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3479133#p3479133"]Куда делась половина кинетической энергии? Туда же - в тепло, в свет и т.д. [/uquote]
Всё - это пипец.
Я умываю руки.

[FPGAlover]

Кстати, к вопросу о модели: сопротивление воды в трубке будет зависеть не только от ее диаметра (кстати нелинейно, но в рамках модели это константа), а и от скорости воды, что нельзя сказать о зависимости сопротивления проводника от силы протекающего тока. Безусловно, оно тоже будет изменяться (банальный нагрев, не говоря о "насыщении"), но зависимости эти будут качественно отличаться.

В общем, динамика будет разниться, а вот установившийся режим будет идентичным)

[valentinovich]

[uquote="FPGAlover",url="/forum/viewtopic.php?p=3479154#p3479154"]С перепадом высот не соглашусь[/uquote]
Ну дык пребывать в неведении о законах мироздания - право каждого, но никак не движет вас в познаниях. Рисуйте графики процессов, читайте учебники.
Удачи в открытии Америк и смело опровергайте известные постулаты. Нобелевская не за горами.
С уважением. Бай.

[FPGAlover]

И все таки на счет перепада :
хм... будем писать дифур )))
для простоты возьмем сосуды одного диаметра и трубка их соединяющая - того же диаметра (т.е. вся система - изогнутая трубка.
Далее - 2 переменные состояния системы: 1 - перепад уровней обозначим 2*х (x - отклонение уровня от состояния равновесия в "ведущем" сосуде).
масса воды - S*2*H*Ro S-площадь сечения сосуда, H-высота, Ro - плотность. понятно, что масса - константа M.

имеем F = 2*x*D*Ro*g (g=9.8m/s*s) иначе F=kX. к-тоже константа.

Далее, пока что игнорируя сопротивление, запишем дифур :
F= - M*d^2x/dt^2
Классический маятник. Решение этого дифура(можете поверить, можете проверить) будет вида x(t)=A*sin(w*t + fi0)
что соответствует ожиданиям.

а при равенстве уровней F=0 !!!
однако при этом скорость системы будет максимальной, а именно производной координаты, а именно B*cos(w*t) (сдвиг по фазе на 90 гр)

ой. ось х не в ту сторону нарисовал ))
резюмируя - в момент равенства уровней сила будет равна нулю, а система продолжит движение имея скорость воды - т.е. инерцию.


P/S/ в случае сопротивления в дифуре появится член (если предполагать сопротивление пропорционально скорости) -R*dx/dt
и решение будет вида затухающих колебаний x=e^-kt*sin(wt)

Добавлено after 19 minutes 38 seconds:
Re: Конденсаторы. Что не так с законом сохранения энергии?

Для иллюстрации похожая задача из механики

Да, мне тоже такая аналогия в голову приходила.
Мне как то мозг поломали задав академическую задачку на сохранение (там и импульс был и момент импульса)
Что по началу напрягает как при таком сложном, практически стахастическом, взаимодействии как неупругое да и упругое взаимодействие импульс сохраняется на фундаментальном уровне ))
Вот что мешает при столкновении бильярдных шаров (с точки зрения динамики) немного больше чем положено энергии передать в тепло? Однако ж с других позиций все проще ))) а энергия уйдет только лишняя.

[valentinovich]

Сорри, не моё, а тут на форуме у нашего коллеги "Ivanoff-iv" есть прекрасная подпись - аля девиз.
Считаю этот девиз очень достойным для напоминания:
"Просто не учи физику в школе, и вся твоя жизнь будет наполнена чудесами и волшебством."

[Джин.]

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3479133#p3479133"]Для иллюстрации похожая задача из механики[/uquote]Сжали стальную пружину, обвязали ей проволокой из родия и растворили в "царской водке".
Куда делась энергия сжатой пружины?

[mickbell]

Ещё одно. Альпинист поднял вязанку дров на вершину горы и там соорудил костёрчик, спалив все дрова. Поднимая вязанку, аж запыхался весь, столько энергии потратил. Неужели зря? Куда она вся девалась?

[КРАМ]

[uquote="valentinovich",url="/forum/viewtopic.php?p=3479215#p3479215"]Сорри, не моё[/uquote]
Берем ОДИН заряженный конденсатор с пренебрежимо малыми потерями в диэлектрике и обкладках (вакуум и сверхпроводники).
Закорачиваем его идеальным (сверхпроводящим) проводником. Куда делась энергия, если омические потери системы практически равны нулю?
Собственно исходный вопрос ничем не отличается от поставленного мной. Разница лишь в количестве удаленной из системы энергии.
Задача очень радиотехническая. Электродинамика в чистом виде.

ЗЫ. Занятно, что если нарисовать ЭКВИВАЛЕНТНУЮ схему эксперимента, то по сути все сведется к емкости самого конденсатора и индуктивности закорачивающего проводника и вопрос перестает быть "сложным". У исходного вопроса добавится лишь разряженный конденсатор. Ну и ключ, конечно.
Получаем КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР с излучающим проводником и зазором конденсатора. Первый будет генерировать переменное магнитное поле, второй электрическое.
Таким образом, вся лишняя энергия, равная разности энергий начального и конечного состояния уйдет в эфир как энергия электромагнитных колебаний. Частота этих колебаний определится индуктивностью проводников. Даже идеальный проводник ненулевой длины и диаметра имеет ненулевую и конечную индуктивность.

[diplodok]

Конечно, сила, действующая между пластинами конденсатора, не меняет свой знак, когда мы отсоединяем конденсатор от источника электричества. Кроме того, мы знаем, что две пластины с разноименными электрическими зарядами должны притягиваться. Принцип виртуальной работы во втором случае был применен неправильно, мы не приняли во внимание виртуальную работу, производимую источником, заряжающим конденсатор. Это значит, что для того, чтобы удержать потенциал при постоянном значении V, когда меняется емкость, источник электричества должен снабдить конденсатор зарядом VΔC. Но этот заряд поступает при потенциале V, так что работа, выполняемая электрической системой, удерживающей заряд постоянным, равна V2ΔC. Механическая работа FΔz плюс эта электрическая работа V2ΔC вместе приводят к изменению полной энергии конденсатора на 1/2V2ΔC. Поэтому на механическую работу, как и прежде, приходится FΔz= –1/2 V2ΔC.

Цитата с Фе́йнмановские ле́кции по фи́зике- Том 5.Глава 5 ...Энергия конденсатора.

[КРАМ]

[uquote="diplodok",url="/forum/viewtopic.php?p=3479584#p3479584"]Цитата с[/uquote]
Все это не имеет никакого отношения к поставленному вопросу. Источник питания в эксперименте не участвует.

[diplodok]

КРАМ, а заряженный С?

В лабораторий нам нужен источник для точного измерение. Для определение потери энергий. В жизни ......

[КРАМ]

Опыт подразумевает ЧАСТИЧНЫЙ РАЗРЯД КОНДЕНСАТОРА. Никакого источника нет. Никакого изменения геометрии конденсатора тоже нет. Никакой работы по перемещению пластин таким образом не подразумевается.
Из чего и следовал мой вопрос: Причем тут цитата из Фейнмана? Она вообще о другом.

[Eltex]

[uquote="Vendein_RaZoR",url="/forum/viewtopic.php?p=1815912#p1815912"]конденсатор ёмкостью C, заряженный до напряжения U. Соответственно, заряд в этом конденсаторе равен Q=CU, запасённая энергия - CU^2/2. Теперь подключаем параллельно этому конденсатору ещё один, полностью разряженный, с точно такой же ёмкостью. По закону сохранения заряда в каждом из конденсаторов окажется по половине исходного заряда[/uquote]

Закон сохранения заряда здесь применять нельзя, а нужно применять закон сохранения энергии.

Почему?
Чтобы ответить на этот вопрос, можно создать новую тему "Почему конденсатор разряжается, если заряды на обкладках по закону Кулона притягиваются сильней, чем заряды у замыкающего провода. А значит закон Кулона должен запрещать разрядку конденсатора.".

[Asaba]

[uquote="FPGAlover",url="/forum/viewtopic.php?p=3479080#p3479080"]Итак: Имеются 2 конденсатора емкостью C и висящих на общей земле.
При этом 1 конденсатор заряжен до напряжения U, второй же разряжен.
Далее, замыкаем емкости друг на друга, в результате чего заряд равномерно распределяется по обоим емкостям, при этом напряжение становится равным U/2.

В итоге имеем: в 1м состоянии система имеет энергию (C*U^2)/2
во втором же 2*C*(U/2)^2/2 = (C*U^2)/4.


Вопрос: КУДА ДЕЛАСЬ ЭНЕРГИЯ ???[/uquote]
Неправильно считаете. Поскольку энергия пропорциональна квадрату напряжения, то при подключении второго конденсатора общее напряжение снижается в корень из 2-х раз, то есть до 0,707U .
Таким образом первоначальная энергия C*U^2)/2 lдолжна пересчитаться так:
2С* [(0,707*U)^2]/2
При этом 2С*(0,707^2) = 2С*0,5 = 1C и приходим к изначальной формуле C*U^2)/2.

[КРАМ]

[uquote="Eltex",url="/forum/viewtopic.php?p=3479982#p3479982"]Закон сохранения заряда здесь применять нельзя, а нужно применять закон сохранения энергии.
Почему?[/uquote]
Закон сохранения энергии можно применять только если система ЗАМКНУТА. Рассматриваемая система НЕ ЗАМКНУТА для энергии.
Поэтому Ваше предложение ложно. Впрочем, оно ложно и по отрицанию закона сохранения заряда. Патамушта данная система для заряда как раз замкнута. Объясните куда делся заряд....
Кстати, все современные АЦП последовательных приближений основаны как раз на дроблении заряда накопительного конденсатора УВХ.
Читаем страницы 42, 43 и т.д.
https://docviewer.yandex.ru/view/353514 ... 35&lang=ru



[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480138#p3480138"]Неправильно считаете.[/uquote]
Читаем ответ выше. А так, Вам жирный кол.

[сэм53]

Когда выясните с зарядами на конденсаторе , переходите к такому же вопросу, только с индуктивностями. Формулы энергии там тождественна.

[КРАМ]

Причем тут индуктивности? Какое отношение ток в индуктивности имеет к закону сохранения заряда?
В догон.
Кстати, напряжения на конденсаторах будут равны НЕЗАВИСИМО ОТ ВЕЛИЧИНЫ ОМИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ в цепи, только процесс с ростом потерь будет идти дольше и характер процесса станет апериодическим. То есть закон сохранения энергии к вопросу темы не имеет никакого отношения.

[сэм53]

Закон сохранения энергии должен всегда сохраняться. И в опытах с кондерами тоже.