Помогите, пожалуйста, разобраться с теорией. Начну с мелочей, постепенно идя выше. Заранее спасибо.
Есть электроны. Вокруг электронов есть электрическое поле. Чем дальше расстояние от электрона, тем слабее электрическое поле. Например, мы поместили два электрона рядом друг с другом. Поскольку силы, с которыми электроны действуют друг на друга равны, то электроны по идее не должны двигаться. Почему же говорят, что одноименные заряды отталкиваются? Правильно говорить, что больший в кол-ве заряд отталкивает меньший, разве нет? Объясните, пожалуйста.
Возьмите два совершенно одинаковых магнита и подносите их друг к другу одноимёнными полюсами. По вашей теории, они не должны отталкиваться, так как силы взаимодействия их равны...
Если хотите, чтобы жизнь улыбалась вам, подарите ей своё хорошее настроение
на электрон действует сила со стороны другого и больше никаих. действует ли он сам на кого-то или нет для него неважно. на него действует сила и он двигается. представьте электроны шариками а силу сжатой пружинкой
Позвольте "поехать" дальше. Допустим на одной клеме мы собираем очень большое кол-во электронов. Такое большое, что больше электронов уже нельзя добавить. Возникает небольшой вопрос. По идее пока мы добавляем электроны в клему, то в ней происходит движение электронов, но в конечном счете движение прекратится и электроны примут такую позицию, при которой движения не будет. Вопрос: поля-то ведь сохраняются и сила воздействия полей никуда не деётся, на увеличение чьей энергии идет эта сила? Если коряво объяснил, то поясню: например, Земля воздействуя на метеорит с какой-то силой притягивает его к себе, тем самым увеличивая скорость(энергию) метеорита. А на увеличение чьей и какой энергии идет сила воздействия полей электронов в клеме при том, что электроны уже устаканились в клеме и не движутся? И предположим, что клема окружена вакуумом, дабы избежать наличия других электронов. Может пишу полный бред, но не совсем понимаю, ведь когда есть сила, то должно быть движение.
Это все был первый вопрос...
2) Заполнили мы электронами клему до отказа. И теперь подсоединяем к одному концу клемы кусочек проволоки, допустим медной, а к концу медной проволоки подсоединяем кусок проволоки, которая имеет меньшее сопротивление на 1 кубический сантиметр.
Если я правильно понимаю, то от материала зависит то, сколько свободных электронов имеет этот материал на кубический сантиметр. Увеличивая площадь поперечного сечения мы, тем самым, увеличиваем кол-во свободных электронов. А увеличивая длину проводника, тем самым, увеличиваем сопротивление. Только вот мне не понятно в виде чего проявляется сопротивление? И да, забыл упомянуть, что свободные электроны находятся на поверхности проводника. По идее, когда течет ток, то сопротивление проявляется в двух формах:
-- Поскольку за счёт того, что свободные электроны уходят на поверхность тела, то атомы, потерявшие электроны, становятся ионами и притягивают к себе электроны с поверхности проводника. За счёт этого электроны теряют энергию.
-- Когда бежит ток, то впереди бегущие электроны тормозят электроны, которые бегут позади.
Так вот к чему я это все, вернемся к моей клеме и подсоединенной к ней последовательно проволочкам. Из рисунка, который я добавлю вместе с этим сообщением видно, что ток, переходя от одной проволоки к другой, как бы раздваивается т.к. сопротивление второй проволоки меньше(на рисунке движение тока обозначено условно дорожками из электронов, на самом деле конечно такого, наверное, в проводнике нету, электроны разбросаны по всей поверхности, но я условно обозначил так). Так вот по рисунку видно, что теперь в месте разветвления справа находится два электрона, слева один. По идее сила тока из-за уменьшения сопротивления должна уменьшиться, а не увеличиться т.к. в месте разветвления два электрона справа(от места разветвления) тормозят один электрон слева(в месте разветвления) сильнее, чем один электрон(если бы весь проводник был медным).
Поясните, пожалуйста, из всего того, что я описал, что неправильно?
Более верное изображение прикреплю к этому сообщению, однако, всё равно не ясно почему же при подключение проводника с меньшим сопротивлением(большим кол-во свободных электронов) сила тока увеличивается.
У меня лишь одно предположение, что увеличение силы тока ни как не связано с кол-вом свободных электронов, а связано каким-то образом с чем-то другим, что уменьшает импульс электронов при движение. Если брать аналогию со шлангом, то увеличение его диаметра никак не сказывается на силе тока воды. Да, скорость тока воды в шланге с меньшим диаметром больше, однако, объем воды, выходящей из шлангов с разными диаметрами за единицу времени одинаков. Получается, что кол-во свободных электронов никак не влияет на силу тока.
такого что электроны 'не поместятся' или 'кончатся' - не при нашей жизни. не поместиться он может где-нибудь в центре нейтронной звезды. а если вы извлечете из грамма железа все электроны то это разрушит близлежащие города, если не всю землю
избыточные заряды одного знака q, попадая в проводник, отталкиваются друг от друга и поэтому собираются на его поверхности, внутри проводника ни избыточного заряда ни поля нет. чем больше заряда скопилось в проводнике тем больше работы нужно совершить против сил отталкивания чтобы доставить туда еще заряд. эта сложность доставки нового заряда характеризуется 'потенциалом' U который зависит от количества заряда в проводнике и от размеров и формы проводника (если то же количество заряда засунуть в проводник меньших размеров то большая его концентрация на единицу поверхности будет сильнее мешать доставить новый заряд). эти размер и форму проводника характеризуют его 'емостью' C. U=q/C, потенциал проводника пропорционален заряду и обратно пропорционален емкости
поскольку при доставке заряда (и наращивании потенциала) совершается работа, значит где-то накапливается энергия, как в сжатой пружине. эта энергия заключена в силах отталкивания избыточных зарядов в проводнике друг от друга. если проводник распылить на мельчайшие частицы, то они из за сил отталкивания разлетятся друг от друга и наберут скорость и значит кинетическую энергию. вот эта энергия и есть искомая равна она q^2/2C
если вы подсоедините к такому проводнику с избыточным зарядом другой проводник без избыточного заряда, то избыточный заряд перераспределится уже по поверхности этого объединенного проводника, тем самым уменьшив общий потенциал. емкость проводника увеличится, а заряд останется прежним, значит потенциал q/C уменьшится и потенциальная энергия q^2/2C тоже уменьшится. коли она уменьшится значит будет совершена работа. это работа по нагреву проводников при протекании по ним токов перераспределения зарядов. причем независимо от сопротивления энергия выделится та же, менять будет только величина тока и время его протекания
что именно является 'зарядом' совершенно неважно, это может быть как свободный электрон так и неподвижный ион, суть явлений от этого никак не меняется
сила тока зависит от сопротивления следующим образом. чем больше сопротивление тем меньше средняя дистанция свободного пролета заряда до того как он столкнется с чем нибудь и вся его накопленная направленная кинетическая энергия перейдет в хаотическую кинетическую энергию теплового движения окружающих частиц и ему придется разгоняться заново. это называется временем релаксации. в некоторых системах единиц проводимость так и измеряется в секундах, а не в 1/ом
поэтому при одном и том же напряжении, а значит при той же силе поля, приложенной к заряду, его средняя скорость получается меньше. меньше скорость - меньше ток
В учебнике пишут: например, есть два одноименных заряда на бесконечно большом расстояние друг от друга. Пишут, что работа по переносу второго заряда в точку, отдаленную на 3 см от первого заряда равна интегралу от произведения силы на смещение в направлении силы. Сила, которую надо приложить равна и противоположна кулоновской силе. Эта работа равна потенциальной энергии системы. Не могу понять это потенциальная энергия одного заряда или обоих в сумме? Ведь не только первое тело действует на второе своим электрическим полем, но и второе действует на первое, а значит при переносе второго заряда на расстояние от бесконечности до 3 см от первого заряда, нужно рассчитывать интеграл от произведения силы на смещение в направление силы и умножить это на два(т.к. оба заряда действуют друг на друга). Разве нет?
И еще вопрос. Почему, чтобы совершить работу по переносу второго заряда нужно прикладывать силу равную и противоположную кулоновской? Если мы будем прикладывать силу равную кулоновской, то F=F кул. и тогда заряд не сдвинется с места. Чтобы произошло движение нужно приложить силу, большую кулоновской.
это энергия системы. она одинакова если один стоял а второй двигали из бесконечности или если их оба двигали навстречу из бесконечности, во втором случае сила на каждый будет действовать по пути меньшая, к каждому будет приложена половинная работа по сравнению с первым случаем
если силы будут разные то заряд будет двигаться ускоренно. можно и так считать только учесть в конце набранную кинетическую энергию. а при равных силах просто считаем скорость постоянной и бесконечно малой чтобы ее не учитывать
Спасибо, точно, посмотрел, что кулоновская сила - это сила, с которой они действуют друг на друга, а не только один на второго. Поэтому и не правильно понял.
Еще пару вопрос, надеюсь, Вы не возвражаете.
1) Почему, когда рассчитывают работу, то умножают силу на расстояние, а не на время?
2) Сила - это количественная характеристика меры воздействия одного тела на другое? Можно поподробнее узнать, что же все-таки делает сила.
3) Работа - это либо наращивание энергии тела(положительная работа), либо сокращение энергии тела(отрицательная работа).
4) Почему, чтобы сблизить два электрона нам нужно было прикладывать силу равную и противоположную кулоновской? Почему равную? Ведь, если сложить векторы сил, то мы получим 0, а значит электроны не сдвинутся, в чем тут фишка?
1) потому-что гиря давящая на стол в течение часа работы не совершает
2) сила может менять скорость тел. а может не менять
3) вопрос в чем?
4) уже отвечал выше. когда автомобиль едет с постоянной скоростью то сила от двигател _равна_ сумме всех сил трения. силы не равны только при разгоне или ускорении. если охота рассматривать движение заряда в три стадии - разгон, постоянная скорость, торможение - пожалуйста, результат от этого не поменяется, только считать сложнее будет. проще считать что он не разгонялся/тормозился а двигался с бесконечно малой скоростью весь путь
Разве, если тело воздействует на другое с какой-то силой, то первое тело не теряет энергию? Я полагал, что, когда ты прикладываешь силу, то ты, тем самым, передаешь свою энергию телу, на которое воздействуешь. Собственно поэтому и предположил, что нужно работу измерять по формуле F*t(если сила равномерная или инеграл, если не равномерная)
FanAizu писал(а):Допустим на одной клеме мы собираем очень большое кол-во электронов. Такое большое, что больше электронов уже нельзя добавить. Возникает небольшой вопрос. По идее пока мы добавляем электроны в клему, то в ней происходит движение электронов, но в конечном счете движение прекратится и электроны примут такую позицию, при которой движения не будет. Вопрос: поля-то ведь сохраняются и сила воздействия полей никуда не деётся, на увеличение чьей энергии идет эта сила? Если коряво объяснил, то поясню: например, Земля воздействуя на метеорит с какой-то силой притягивает его к себе, тем самым увеличивая скорость(энергию) метеорита. А на увеличение чьей и какой энергии идет сила воздействия полей электронов в клеме при том, что электроны уже устаканились в клеме и не движутся? И предположим, что клема окружена вакуумом, дабы избежать наличия других электронов. Может пишу полный бред, но не совсем понимаю, ведь когда есть сила, то должно быть движение.
Гм... все тут не читал... Автор, например, про нагрев проводников от большого тока что-то слышал?
ну, это... про такое явление как нагрев - иногда оно желаемое (в нагревателях), а иногда совсем нет, такой лишний побочный эффект... что энергия преобразуется в тепло...
ну, про перегоревшие предохранители, сгоревшую проводку и т.д.?
Мне глубоко плевать на орфографию т.к. это не наука, здесь нету логики. Автор веб-программист/верстальщик. А Вы идиот, если позволяете себе смеяться над другими. Чего Вы стоите? Пожалуй, этой пары строк, не больше.
FanAizu писал(а):Мне глубоко плевать на орфографию т.к. это не наука, здесь нету логики. Автор веб-программист/верстальщик. А Вы идиот, если позволяете себе смеяться над другими. Чего Вы стоите? Пожалуй, этой пары строк, не больше.
DiGiCat, любите русский язык, любите учить правила? Пожалуйста, дело ваше. Я на эту вещь тратить время не желаю. Меня вполне устраивает тот уровень, который я имею. Или Вы, может, не понимаете то, что я пишу? Тогда извините, побежал учить язык. Одним местом я с вами мериться не собираюсь, пустая трата времени, поэтому достаточно этих строк, посвящённых вам.
1) Подскажите, пожалуйста, пишут, что напряжение - это работа, совершаемая электрическим полем при переносе единичного заряда из одной точки в другую. Правильно ли я понимаю, что эта работа идет на увеличение кинетической энергии заряда?
2) Дальше в этой же статьей пишут, что напряжение - это работа, совершаемая зарядом при прохождение из одной точки в другую. На что идет эта работа?
3) Так кто же все-таки совершает работу? Поле перенося заряд или же сам заряд совершает работу перемещаясь из одной точки в другую?
FanAizu писал(а):1) Подскажите, пожалуйста, пишут, что напряжение - это работа, совершаемая электрическим полем при переносе единичного заряда из одной точки в другую. Правильно ли я понимаю, что эта работа идет на увеличение кинетической энергии заряда?
2) Дальше в этой же статьей пишут, что напряжение - это работа, совершаемая зарядом при прохождение из одной точки в другую. На что идет эта работа?
3) Так кто же все-таки совершает работу? Поле перенося заряд или же сам заряд совершает работу перемещаясь из одной точки в другую?
Напряжение - это всего лишь разность потенциалов, и не стоит забивать себе голову ерундой.
Работу никто не совершает, происходит переход потенциальной энергии в кинетическую. Прочитайте сначала краткие правила русского языка, а потом школьный учебник физики. Там и про электрическое поле, и про потенциал, и про работу, и про энергии есть, хоть и в упрощенном частном случае.
KaRaTeL, уж поверьте, про части речи, про их связь в предложение я знаю побольше вашего. Читайте, если хотите сами.
Школьную физику тоже знаю, однако, не понимал и сейчас не могу понять многих моментов. Если Вы говорите, что напряжение это ерунда, то зачем тогда введено это понятие? Короче, как я понял, на этом форуме многие любят умничать, хотя сами не понимают.
