Соединение конденсаторов

[El-Eng]

Вот картинка моделирования процесса.
Конденсаторы по 10000 мкФ, между ними, последовательно с ключом, резистор 5 Ом. Первый конденсатор заряжен до 10 В.
Зеленый - напряжение на заряженном конденсаторе, красный - на разряженном, желтый - мгновенная мощность, выделяемая на резисторе (это, как раз, уходящая энергия ).



А вот, что происходит, если резистор будет 1 Ом.

5.png

(2.73 КБ) 629 скачиваний

1.png

(1.7 КБ) 653 скачивания

[Asaba]

Читаем ответ выше. А так, Вам жирный кол.

Кто бы говорил!
Подменяете понятия заряд и энергия и делаете вид, что сказали что-то полезное.
Вы по формулам докажите. Тогда еще можно спорить.
Может сами найдете ошибку в своих рассуждениях? Объяснять хамам неохота.

[КРАМ]

[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480196#p3480196"]Вы по формулам докажите.[/uquote]
Ваша проблема в том, что Вы БЕЗДУМНО используете формулы. Вообще то формулы ВСЕГДА описывают МОДЕЛЬ РАССМОТРЕНИЯ.
Поэтому предлагаю Вам разобраться с ФИЗИЧЕСКИМ СМЫСЛОМ эксперимента, а лишь потом предлагать матаппарат.
Увы, еще один жирный кол.
ЗЫ. Так каким образом работают конденсаторные SAR ADC?

Добавлено after 3 minutes 20 seconds:
[uquote="сэм53",url="/forum/viewtopic.php?p=3480182#p3480182"]Закон сохранения энергии должен всегда сохраняться. И в опытах с кондерами тоже.[/uquote]
Конечно должен. Только ОДНОВРЕМЕННО должен выполняться закон сохранения заряда. Коллизии фундаментальных законов исключаются. Таким образом, в балансе энергий есть часть, которая Вами не учтена. И не учтена она по причине бездумного применения модели определяемой абстрактностью УГО в схемах электрических принципиальных.

[сэм53]

Впервые читаю, что закон сохранения энергии подразумевает какие-то допущения. Энергия ни откуда не берется и ни куда не девается. Она превращается из одного вида в другой. И точка.

[Asaba]

КРАМ, Да нет у меня никаких проблем и голова ясно работает. То, что вы громко назвали матаппарат вытекает как раз из фундаментальных законов физики. Что теперь курс физики перелопачивать из-за того, что у кого то каша в голове?
Вы когда переходите из раздела Мяу в основные разделы - умеряйте свой назидательный пыл.
Хотел узнать у того кто поднял вопрос: устраивает его мой ответ?
Он ведь оперировал таким же математическим аппаратом. И заявил, что ответ вроде как знает. Давайте сопоставим. Понимаю, что был элемент провокации, но вот уже мявщики сюда привносят свою агрессию.
А если кто то хочет развивать вопрос в произвольном направлении - ради бога. Ищите да обрящете.

[КРАМ]

Сэм53, нет никаких допущений. Просто Вы элементарно забываете о части потерь, которые не учитывает принципиальная схема. Эта самая схема создана не для рассмотрения физики процессов, а для пайки изделия.
Для рассмотрения физических процессов нужно применять ЭКВИВАЛЕНТНУЮ схему эксперимента. То есть обозначать на ней не только основную физическую сущность радиодетали, но и все паразитные ее параметры, включая индуктивности, сопротивления и паразитные емкости (например емкость между паразитными сопротивлениями и индуктивностями в конструктиве конденсатора).
Можно пренебрегать частью паразитных параметров по причине их незначительности В МОДЕЛИ РАССМОТРЕНИЯ, но следует не делать ошибок в этом перенебрежении.
Предлагаю объяснить независимость от потерь напряжения на конденсаторах после их соединения.
И на этом основании критически отнестись к Вашим представлениям о физическом смысле процесса.

Добавлено after 4 minutes 47 seconds:
[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480244#p3480244"]КРАМ, Да нет у меня никаких проблем[/uquote]
Проблема у Вас есть. Она состоит в том, что Вы считаете, что она отсутствует.
Вы даже не понимаете то, о чем я сказал, настолько безапеляционны в своих заблуждениях.
Охладите свой пыл. Опыт противоречит Вашим глупостям.
И МЯУ тут непричем.

[Asaba]

Поймите простую вещь, что эта тема не предназначена для выявления и обсуждения моих проблем. Завязывайте с этим.
Если даже 100 раз назовете мои доводы глупостями, то это доказательством не будет. Отвлекитесь и расслабтесь.

[El-Eng]

Хм, специально, ведь, моделирование показал. Резистор и есть потери, и они есть всегда. Без резистора моделирование вообще не идет, падает. Так и должно быть, поскольку закон сохранения заряда просто требует, чтобы энергия ушла (сохранилась, но перешла в другой вид), как и в случае с неупругим соударением шариков, кинетической энергией и законом сохранения импульса.

[КРАМ]

[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480254#p3480254"]Поймите простую вещь, что эта тема не предназначена для[/uquote]
Вы же не читаете ответ оппонента. Вам и результат в симуляторе любезно привели. Спасибо El-Eng.
И на точки Ваших заблуждений указали. Но Вы продолжаете упорствовать по непонятным причинам. Может стоит уже подумать?

[mickbell]

Asaba, из ваших выкладок следует, что если один конденсатор ёмкости C, заряженный до напряжения U, разрядить в другой такой же, но разряженный, то по окончании переходного процесса на обоих конденсаторах установится напряжение 0.7*U - я правильно понял? Но ведь так не бывает, на самом деле напряжение снижается ровно наполовину. Это, кстати, видно по результатам моделирования, которое выполнил El-Eng.
Блин, всё это напоминает известный анекдот "пей, лысый, пей!!!"

[Asaba]

mickbell, да я так рассуждал, поскольку тогда сохраняется энергия по упомянутой формуле. Но идеального разряда одной емкости на другую в принципе осуществить невозможно... Поэтому насколько практические опыты можно оценивать так, как задал вопрошающий? Ведь тогда вопрос некорректный и должен рассматриваться прикладными исследованиями. Отсюда разноголосица. Каждый о своем.

Если интегрировать график желтой линии на вышеприведенном графике как думаете, сколько энергии там поглощено?
Думаю все-таки не половина, а разница (0,707-0,5).
Что думаете?

[КРАМ]

[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480269#p3480269"]Но идеального разряда одной емкости на другую в принципе осуществить невозможно... Поэтому...[/uquote]
Дело не в идеальном разряде. Дело в самом применении закона сохранения энергии и пренебрежения законом сохранения заряда.
Впрочем, в Вашей "математике" имеется разрывность между малыми значениями потерь и отсутствием потерь. Вам знакомо понятие предельного перехода для непрерывных функций?

[mickbell]

[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480269#p3480269"]Но идеального разряда одной емкости на другую в принципе осуществить невозможно... Поэтому насколько практические опыты можно оценивать так, как задал вопрошающий? Ведь тогда вопрос некорректный и должен рассматриваться прикладными исследованиями.[/uquote]Напомню уже высказанную здесь мысль: закон сохранения энергии работает только в замкнутой системе, два конденсатора таковой не являются. Посему формулу энергии забудьте - она тут неприменима. На исходный вопрос - "куда девалась энергия?" - тут не ответил только ленивый. Вопрос, кстати, вполне корректен.

[Asaba]

Посему формулу энергии забудьте - она тут неприменима

Ну, почему же? Просто тогда надо оценить сколько энергии уходит из рассматриваемой замкнутой системы.
Выше я дополнил вопросом. Как раз с жэтим связано. Что думаете?

[mickbell]

[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480281#p3480281"]

Посему формулу энергии забудьте - она тут неприменима

Ну, почему же? Просто тогда надо оценить сколько энергии уходит из рассматриваемой замкнутой системы.[/uquote]Угу, это можно.
[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480281#p3480281"]Выше я дополнил вопросом. Как раз с жэтим связано. Что думаете?[/uquote]Давайте посчитаем. В одном конденсаторе было энергии C*U^2/2, в двух стало (2*C)*(U/2)^2/2, то есть ровно половина. Остальное тем или иным образом (в виде электромагнитного поля и/или нагрева проводов, а также акустического бабаха) систему покинуло, но сколько какими путями - сказать невозможно, не определившись с паразитными параметрами.

PS. По энергии ушла половина, но напряжение изменилось на корень из этой половины, всё правильно.

[Eltex]

[uquote="КРАМ",url="/forum/viewtopic.php?p=3480144#p3480144"][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 ответ выше. А так, Вам жирный кол.[/uquote]

Нет, Вы сильно неправы.
У нас система как раз замкнута, вы в замкнутую систему вносите второй конденсатор, и энергия первого конденсатора делится между уже двумя конденсаторами.

Закон сохранения заряда основан на законе сохранения энергии.


Более читаемое объяснение по ссылке на картинку.
https://i.imgur.com/2ILCPOb.png

Был заряд на одном конденсаторе Q = CU.

Стал заряд на каждом из конденсаторов после подключения второго CU/sqrt(2).
То есть суммарный заряд sqrt(2) * CU.
Таким образом до соединения конденсаторов заряд был CU.
А после подключения второго стал sqrt(2) * CU.
То есть заряд увеличился на sqrt(2)
Есть формула сохранения энергии через заряд конденсатора Q^2/2C.
Чтобы закон сохранения энергии выполнялся из этой формулы, ёмкость системы должна увеличится в двое.
Так как заряд увеличился в sqrt(2), то и ёмкость системы должна увеличится в 2 раза, чтобы соблюсти закон сохранения энергии.

С АЦП вы тоже сильно неправы.
Принцип работы АЦП основан на деление напряжения.

[Asaba]

mickbell, Наверное можно опыт сделать так, чтобы основная часть утраченной энергии осталась на резисторе и оценить это количественно. Но это буте как бы целое исследование и соответствующее математическое описание. Можно пики не ломать, а кому то диссертацию написать

[El-Eng]

КРАМ, mickbell !!!

А для любителей закона сохранения энергии еще одна задачка с конденсаторами. Возьмем два конденсатора одинаковой емкости C и заряженных до одинакового напряжения U. Энергии в каждом, понятно, C*U^2/2. Теперь соединим их вместе разноименными полюсами (+ к -, и - к +). Что там будет с конечным напряжением и сохранением энергии?

[сэм53]

А что тут хитрого. Энергия у двух будет больше чем у одного в два раза. Но ток но внешней цепи не потечет из-за одинаковости потенциала. Можно также две батарейки взять , соединив одноименными полюсами

[mickbell]

Они переполюсованы!