Соединение конденсаторов

El-Eng

Повторю:

El-Eng писал(а):Теперь соединим их вместе разноименными полюсами (+ к -, и - к +).

Разноименными, чтобы потек ток.

Реклама

КРАМ

[uquote="Asaba",url="/forum/viewtopic.php?p=3480304#p3480304"]а кому то диссертацию написать

[/uquote]
Вы несете какую то чушь. Какая нахрен диссертация, когда вопрос элементарен даже на уровне средней школы...?
А уж для человека окончившего радиотехнический ВУЗ - тем более.

Добавлено after 15 minutes 32 seconds:
[uquote="Eltex",url="/forum/viewtopic.php?p=3480295#p3480295"]У нас система как раз замкнута, вы в замкнутую систему вносите второй конденсатор, и энергия первого конденсатора делится между уже двумя конденсаторами.[/uquote]

Система не может быть замкнута с точки зрения энергии, патамушта не может быть конденсатора с нулевым размером, а значит невозможно закоротить такой конденсатор проводником нулевой длины. Конденсатор с нулевым размером имеет нулевую емкость. Проводник ненулевого размера имеет ненулевую индуктивность.
Таким образом, система имеет возможность генерировать переменное электрическое и магнитное поле. Значит она не замкнута.
Рассматривать схему состоящую из УГО конденсатора как физическую модель нельзя. Это безграмотно.

[uquote="Eltex",url="/forum/viewtopic.php?p=3480295#p3480295"]Закон сохранения заряда основан на законе сохранения энергии.[/uquote]

Учите матчасть.

https://studfiles.net/preview/830910/page:3/

Закон сохранения заряда непосредственно следует из закона сохранения вещества. Количество избыточных электронов начального и конечного состояния системы должно быть равно. Иначе потрудитесь объяснить происхождение лишнего заряда.

[uquote="Eltex",url="/forum/viewtopic.php?p=3480295#p3480295"]Был заряд на одном конденсаторе Q = CU.
................ бла-бла-бла.................
Стал заряд на каждом из конденсаторов после подключения второго CU/sqrt(2).
То есть заряд увеличился на sqrt(2)[/uquote]
Феерично!!! Вы доказали, что закон сохранения заряда противоречит закону сохранения энергии. Поздравляю!!!

[uquote="Eltex",url="/forum/viewtopic.php?p=3480295#p3480295"]С АЦП вы тоже сильно неправы.

Принцип работы АЦП основан на деление напряжения.[/uquote]
Вопрос не в "деление напряжения", а в том, КАК происходит это деление. В резистивных АЦП это происходит на основании закона Ома при протекании тока через резистивный делитель, а в емкостных АЦП деление напряжения происходит на КОНДЕНСАТОРАХ как раз на основании закона сохранения заряда. Посредством ключей заряд дробится между конденсаторами.
Ссылку на матчасть я ранее приводил. Потрудитесь ознакомиться.

Олтугеза, милостивые государи, прекратите нести пургу. Опыт не соответствует вашим глупостям. Возьмите за труд и смелость, наконец, признать свою безграмотность...

Реклама

mickbell

[uquote="КРАМ",url="/forum/viewtopic.php?p=3480382#p3480382"]Конденсатор с нулевым размером имеет нулевую емкость.[/uquote]У плоского конденсатора ёмкость пропорциональна площади пластин и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Утверждать, что 0^2/0 = 0, я бы не стал.

КРАМ

И тем не менее это так. Нулевой объем не может содержать никакое количество заряда. Вы пытаетесь оперировать формулой емкости плоского конденсатора без учета ее (формулы) ограничений. Ограничения ее состоят в МАКРОМОДЕЛИ конденсатора, который она описывает математически. Например, чему равна емкость конденсатора с геометрическими размерами менее одного атома?

Реклама

mickbell

Вы выходите за рамки электротехники.

Реклама

КРАМ

Я никуда не выхожу.
В макромоделях элементов электрических схем нельзя прибегать к "идеальным" моделям. Законы физики на подобные модели не распространяются в связи с нереализуемостью таких моделей в природе. Если мы убрали из рассмотрения потери на излучение и омические потери, то на выходе получим полную чушь.
При разряде конденсатора через КЗ проводник ВСЕГДА есть ИЗМЕНЯЮЩЕЕСЯ магнитное поле связанное с током разряда. При разряде конденсатора ВСЕГДА есть ИЗМЕНЯЮЩЕЕСЯ электрическое поле самого конденсатора. Этим нельзя пренебречь. Нулевая геометрия исключает и ток, и заряд, и поле.
Закороченный конденсатор превращается в КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР ВСЕГДА. Даже когда процесс в нем носит апериодический характер из-за потерь энергии.

Реклама

Eltex

Крам, действительно!

Закон сохранения энергии здесь не работает, точнее мы сами от него отказываемся в рамках рассматриваемой задачи.

Например тоже самое происходит в задаче с неупругим соударением шаров, в которой закон сохранения энергии не выполняется, точнее не рассматривается, так как мы не рассматриваем внутренние процессы в неупругих шарах после соударения(соединения), чем заранее закладываем потерю энергии, и говорим что будем рассматривать задачу только в рамках закона сохранения импульса.

В задаче с конденсаторами рассматривается только состояния равновесия, 1) заряжен один. 2) заряжены оба, но это неверно, в процессе зарядки-разрядки должны появится колебания.

Процесс зарядки-разрядки напоминает присоединение сжатой пружины к расслабленной, после соединения пружин в пружинах начнутся колебания, и их мы не рассматриваем, говоря что сжатие пружин установится на определённом сжатии(напряжении), чем закладываем потерю энергии, которая находится в колебаниях пружин после их соединения и которую мы негласно гасим, приводя пружины в состояние неподвижного равновесия, в итоге выкидываем кинетическую энергию колебаний и рассматриваем только потенциальную энергию из равновесия сил пружин и получаем 1/2 (половину) от начальной Энергии.

И как с неупругими шарами, рассматриваем задачу в рамках закона сохранения импульса, который в случае с пружинами называется равенством сил, а нашем случае с конденсаторами - законом сохранения заряда.

Так что если закон сохранения энергии не сохраняется, то мы что-то упускаем.

Надо заметить что колебания в заряженном конденсаторе возникнут даже без замыкания на незаряженный, достаточно вывести систему из равновесия, например изменить ёмкость заряженного конденсатора, что конечно эквивалентно замыканию на незаряженный.

diplodok

Давайте „придумать” модель конденсатора.
Берём герметичный сосуд и заполняем его газом. Газ этот немножко особый. Он „липкий” - сжимаясь он повышает свое давление и свою „липкость”

Зная что напряжение на конденсаторе пропорционално заряда рисуем шкала заряда/напряжение. Её будем использовать для расчета энергий. Посколько нас интересует только часть формулы для заряда/напряжение то наша формула имеет такой вид Е=V*V/2 – т.е. у нас капацитет всегда 1.
Я назвал это УЕЭ (Условная Единица Энергии).

Начинаем заполнять наш сосуд.
- заполнили наполовину – давление поднялось и „липкость” газа поднялась.
- и т.д. Смотри рис.
-
Добавим еще один такой же сосуд. У нас уже два сосуда. Заполним один из них жикостью (зарядом) до крышки (8) и соединим с другим – пустым (0). установим скорость перекачки заряда 1л/ч – ложка/час или 1к/ч – капля/час.

После завершение процесса перекачки наблюдаем „потеря” энергий – ровно половину. У нас скорость перекачки (низкая) гарантирует, что в процессе перекачки не было стуков, вибраций, звуки, нагрева и др. потери энергий.
А энергия убежала! Где она.

Совершилась работа на перекачки заряда и на преодоление „липкости” газа.

Обратная задача. Вопрос:Какая работа должен совершить насос для перекачки заряда и повышение "липкости" газа?
Сами ответите.

Вопрос: Какая цена (потеря энергий) для перекачки 1 заряда? (для наших сосудов)

Видим: Потеря залитого сосуда 1 заряда „стоит” 7.5 УЕЭ а добавило всего 0,5 УЕЭ у постого сосуда. Вот „потери” 7 УЕЭ) на перекачки заряда и преодоление „липкости” газа.
В обратном направлений – накачиваем насосом:
Для единицу заряда с 0,5 УЕЭ насосу нужно совершить работу в 7 УЕЭ для поднятие давление и „липкости” газа.

И т.д.

PS:Я думаю все поняли что под „липкости” газа я понимаю электростатическое поле внутри конденсатора.
PS:Я не утверждаю что при разряда конденсатора нет потери по КРАМ-а, но они не дают ответ на ситуацию с "идеалного" конденсатора. Да и не думаю, что на излучение и т.д. будет терятся половина энергий.

Ivanoff-iv

Что за "липкость"

?
то, что, ЭСП удерживает заряд в конденсаторе лишь увеличивает его емкость - равносильно использованию более ёмкого баллона для газа.
количество газа - заряд
давление - напряжение
емкость - объём
P=N/V - U=Q/c (с некоторыми упрощениями) формулы похожи и для энергий формулы тоже будут похожи

Добавлено after 5 minutes 5 seconds:
а если хочется зарядить конденсаторы до 0,7*U1, то можно применить катушку, сначала зарядить пустой конденсатор через неё до напряжения 0,5*U1 (на полном тоже останется половина), а затем быстро переключив схему так, чтобы конденсаторы оказались подключены параллельно, а вывод, катушки от первого конденсатора оказался на "земле". Затем, как только ток в катушке упадет до 0, катушку следует отключить. так энергия системы будет сохранена, но вот заряда в конденсаторах будет уже больше... (опять-же если все элементы идеальные)

Slabovik

Ivanoff-iv писал(а):Что за "липкость"

Неудачный термин. Общеупотребителен термин "вязкость", понятие которого при некотором допущении подобно понятию удельного сопротивления в электричестве.

diplodok

Я имел в виду именно "липкость". Как пластины конденсатора стремятся прилепнуться под влияние электростатическое поле внутри конденсатора, подобно и должен вести себя газ наш - с повышение давления повышается и сила "липкости" - стремление газа удержат жидкость внутри сосуда.

Обем - капацитет
жидкость - заряд
Шкала - напряжение
Давление - электростатическое поле внутри конденсатора.
"Липкость" - напряженость электростатическе поле
Хотя, можно и другие термины подобрать. Мне суть важна, а не слова.

Вязкость - скорее сопротивление. А мы это здесь не рассматриваем - сопротивление.

КРАМ

[uquote="diplodok",url="/forum/viewtopic.php?p=3482086#p3482086"]Обем - капацитет[/uquote]
Вы занимаетесь ерундой, милостивый государь. Механические аналогии в электротехнике и электродинамике совершенно неуместны.
Найдите аналогию электромагнитному полю...

Задачи с конденсаторами решаются на основе закона сохранения заряда. Поскольку для зарядов система замкнута, то есть их количество измениться не может.
А думаете Вы или не думаете что-либо про потери и их величину - никакого значения для расчета не имеет.
Расчет отлично подтверждается в симуляторе, где все виды потерь могут быть сведены к общему сопротивлению.

Ivanoff-iv

[uquote="diplodok",url="/forum/viewtopic.php?p=3482086#p3482086"]Я имел в виду именно "липкость". Как пластины конденсатора стремятся прилепнуться под влияние электростатическое поле внутри конденсатора, подобно и должен вести себя газ наш - с повышение давления повышается и сила "липкости" - стремление газа удержат жидкость внутри сосуда.[/uquote] если до этого было немного непонятно - зачем такие термины и извраты... то теперь стало всё ясно

что я лучше в это вникать не стану...
липкий газ, притягивающий жидкость...

какаято

научная

фантастика

_________
у меня случай был, както почитав "сталкеров" решил взвешаться (зря чтоли весы у кровати стоят), а весы раз! и на 10 кг больше кажут! ну, думаю сломались, покажу хоть жене прикол (она меня всё раскормить пытается), приношу весы на кухню... вес в норме, в спальне опять +10!, несколько раз бегал туда-сюда... под впечатлением даже про гравитационные аномалии подумал... (вот оно, почему с кровати то по утрам вставать тяжело - гравитация хлещет!) потом про применение аномалии в мирных целях подумал - сделать кольцо с водой, пусть циркулирует и турбину крутит...

Спойлер

оказалось, ковролин в спальне донце у весов проминает, бедная жена... они ж там месяца 3 уже стоят...

вот такой облом...

даже немного расстроился...

Eltex

Кажущийся Парадокс не сохранения энергии в двух пружинах.

(аналогично парадоксу соединения двух конденсаторов, заряженного и разряженного)

Во вложении pdf-файл где показана аналогичная ситуация при соединении двух пружин.

Имеем две пружины одинаковой длины: l и одинаковой жёсткости: к

Общая длинна двух расслабленных пружин 2l

Далее первую пружину сжимают на Δx1 = Δx и соединяют с расслабленной пружиной Δx2 = 0 , жестко фиксируя несоединённый конец сжатой пружины.

Таким образом, общая длина пружин после сжатия и соединения составляет:
L = 2l - Δx

Далее сжатую пружину расслабляют на несжатую пружину.
После расслабления обе пружины будут иметь одинаковую длину и одинаковое сжатие, так как имеют одинаковую жёсткость, что следует из равенства сил сжатия:

F=kx
F1 = F2
k1 Δx1 = k1 Δx2 ; так как K1=k2=k => Δx1 = Δx2
Отсюда следует что длина каждой пружины после соединения:
L1 = L2 = l - Δx/2
Δx1 = Δx2 = Δx/2

Kак изменилась общая энергия пружин до и после соединения:
Первоначально энергия системы равнялась энергии:

Э0 = (1/2) k(Δx)²
Э' = (1/2) k(Δx1)² + (1/2) k(Δx2)² = (1/2) k(Δx/2)² + (1/2) k(Δx/2)² = (1/4) k(Δx/2)²

Э0/Э' = 1/2

Вывод: Если не учитывать кинетическую энергию системы, а именно колебания пружин после соединения и расслабления, то общая энергия системы уменьшается в 2 раза и закон сохранения энергии не выполняется.

Ссылки на pdf-файл.

https://oldbrowser.files.fm/u/vs65rffg
https://oldbrowser.files.fm/u/vs65rffg# ... %D1%8B.pdf
https://ufile.io/ydira

https://i.imgur.com/TAEk6J8.png

Админ запретил вложения pdf-файлов

WiseLord

Хорошая аналогия - те же законы по сути.

Ещё хорошо для большей наглядности пружины не просто соединить, а между ними вставить массивный шарик.

И тогда, в момент, когда длины пружин равны, и суммарная энергия двух наполовину сжатых пружин вдвое меньше изначальной энергии одной пружины может показаться, что нарушился закон сохранения энергии. Но ведь в это время шарик всей своей массой "летит" вправо, и эта кинетическая энергия и есть те самые "потери".

Аналогично в любой подобной системе. Тот же маятник, те же сообщающиеся сосуды с жидкостью. В момент якобы равновесия - общая (потенциальная) энергия уменьшилась, но настолько же увеличилась и кинетическая.

Также и с конденсаторами. В момент времени, когда заряды выравниваются, суммарная энергия конденсаторов вдвое меньше изначальной одного. Но не стоит забывать о том, что в это время протекает ток и возникает электромагнитное поле, в которых и содержится та самая "потерянная" энергия.

diplodok

Ivanoff-iv писал(а):если до этого было немного непонятно - зачем такие термины и извраты...

Потому что все понимают:
Перетаскивая жидкость (ложками, каплями, ведрами), сжимая газ - совершается работа.

А для "перекачка" заряда, повышение, изменение напряженности поля думают - халява!

Вот и пришлось доказывать, что таская воду - совершаеш работу.

А "липкость" мне показалось, что она - несмотря на свою гипотетичность и отсуствие физ. смысла - имеет место для объяснение разницу в "цене" для перетаскивание единицу заряда.

Ivanoff-iv

а чем (в случае жидкости) высота столба этой жидкости не устроила? или давление, в случае газа?
чем больше вкачано, тем трудней вкачать ещё...
а у тебя наоборот, чем больше давление, тем сильней газ держит, вот это мне не понятно.

КРАМ

[uquote="diplodok",url="/forum/viewtopic.php?p=3482349#p3482349"]Вот и пришлось доказывать, что таская воду - совершаеш работу.[/uquote]
Равномерное и прямолинейное движение тела в вакууме и в невесомости не связано с совершением работы.
Нет силы - нет и работы.

diplodok

В чем КРАМ прав то в том, что найти аналогию поля - трудно. Невозможно.

Высота столба, это одно из измерениях количества жикости, заряда.

Eltex

[uquote="WiseLord",url="/forum/viewtopic.php?p=3482345#p3482345"]Хорошая аналогия - те же законы по сути.

Ещё хорошо для большей наглядности пружины не просто соединить, а между ними вставить массивный шарик.

И тогда, в момент, когда длины пружин равны, и суммарная энергия двух наполовину сжатых пружин вдвое меньше изначальной энергии одной пружины может показаться, что нарушился закон сохранения энергии. Но ведь в это время шарик всей своей массой "летит" вправо, и эта кинетическая энергия и есть те самые "потери".

Аналогично в любой подобной системе. Тот же маятник, те же сообщающиеся сосуды с жидкостью. В момент якобы равновесия - общая (потенциальная) энергия уменьшилась, но настолько же увеличилась и кинетическая.[/uquote]
Да масса потребуется уже для рассмотрения колебаний пружин и тогда будет видно, что никакой потери энергии нет.