Про землю и уровни

ArtemKuchin

И почему никто не хочет поговорить о том, о чем я говорю. А именно - об электронах.

Обид нет. Облажался я один раз с вопросом о падении напряжения ибо писал на работе а попыхах. Сути вопрос это не меняет и по сути вопроса вы как раз ничего не сказали, что действительно обидно.

Может есть что-то по сути сказать? Или вопрос уже размылся? На всякий случай повторю:

Пусть одна батарея будет будет 10В, другая 1В. И Пусть от 10В питается АЦП.
Почему если соединить на общий провод минусы двух батареек. И от батарейки в 1В подать сигнал на АЦП, то АЦП покажет именно 1В?

В чем загвоздка.
В батарее есть ДВЕ ЭДС на ДВУХ электродах. На минусе есть химическая реакция, которая, пусть, дает -0.5В, на плюсе +0.5В. Разность 0.5-(-0.5)=1В. У большой батареи на минусе пусть будет -5В, на плюсе +5В. Разность: 10В.

Что это значит? Это значит в районе минуса на большой батарее скапливается в 10 раз больше электронов чем на малой. При замыкании цепи они бегут к плюсу. Причем не к абсолютному какому- то плюсу, а к относительному. Прошу заметить, что концентрация - цифра абсолютная, тут за ноль принимать ничего не надо.
Аналогичная ситуация с плюсом, на плюсе +5В в 10 раз меньше электронов, чем на +0.5В.

И вот мы всех их включаем в одну сеть. Цепи замкнуты. Ток пошел.
Но так как минусы соединены, то электроны с минуса большой батарее шутро и резво побегут по общему проводу во все более положительные места, которые включают минус малой батареи.
При этом чтобы малая батарея давала ток, из ее минуса должны выбегать электроны и прибегать на ее плюс.

Но как же они будут выбегать из нее, если снаружи стоит в 10 раз больше электронов на общем проводе, которые хотят наоборот запереться в эту батарею, так как она более положительна (в 10 раз!)?

Вот сначала такой вот вопрос. Может быть ответ на него прояснит и другие варианты: когда минус большой батареи выше плюс малой и когда плюс большой ниже минуса малой. Выше и ниже в смысле концентрации электронов - вещь абсолютная, не относительная.

P.S. пошел на Cxem.net искать обсуждение по этой теме. Видать не все так просто если 10 страниц.

Реклама

artemm писал(а):И почему никто не хочет поговорить о том, о чем я говорю. А именно - об электронах.

В батарее есть ДВЕ ЭДС на ДВУХ электродах. На минусе есть химическая реакция, которая, пусть, дает -0.5В, на плюсе +0.5В. Разность 0.5-(-0.5)=1В. У большой батареи на минусе пусть будет -5В, на плюсе +5В. Разность: 10В.

Что это значит? Это значит в районе минуса на большой батарее скапливается в 10 раз больше электронов чем на малой. При замыкании цепи они бегут к плюсу. Причем не к абсолютному какому- то плюсу, а к относительному. Прошу заметить, что концентрация - цифра абсолютная, тут за ноль принимать ничего не надо.
Аналогичная ситуация с плюсом, на плюсе +5В в 10 раз меньше электронов, чем на +0.5В.

.

Впервые встречаю такую интерпретацию

Реклама

ArtemKuchin

Сэр Мурр писал(а): Впервые встречаю такую интерпретацию

В какой части? Если в обеих, то по первой части (две эдс) сказано тут в деталях:
http://en.wikipedia.org/wiki/Galvanic_cell

А если касательно того что ниже. То, пожалуйста, хотел бы узнать что не так. Собственно, наверное что-то не так, потому что на этом основывается и вывод. Но вот что именно тут не так!

Меня смутил тезис о делении потенциала пополам. Развиваем идею: если каждый электрод состоит из двух элементов (вроде паралельного включения), то на каждом электроде будет четверть потенциала, или одна шестая (по три электрода на полюс), и так далее.. Завершим интерполяцию- сумма ионов на одном полюсе и сумма катионов на другом.

Реклама

ArtemKuchin

Сэр Мурр писал(а):Меня смутил тезис о делении потенциала пополам. Развиваем идею: если каждый электрод состоит из двух элементов (вроде паралельного включения), то на каждом электроде будет четверть потенциала, или одна шестая (по три электрода на полюс), и так далее.. Завершим интерполяцию- сумма ионов на одном полюсе и сумма катионов на другом.

Тут дело не в количество элементов. Там можно каждый атом считать на электроде. Толку то. Дело в том, что идут два разные реакции, у каждой- свой ЭДС. разность этих эдс - волтаж батарейки.

Цитирую "
Cu2+ + 2e- → Cu (E = +0.34 V);
Zn2+ + 2e- → Zn (E = -0.76 V).

Thus the overall reaction that is going on is

Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+.

The electric potential is then +0.34 V - -0.76 V = 1.10 V under standard conditions and when no current flows in the cell.
"

Пополам я делил просто для удобства примера. А при чем тут параллельное включение? При нем вроде напряжение то прежнее остается, то только ток может быть больше. Сам сейчас написал и понял, что вообще напряжение батареи зависит ТОЛЬКО от типа хим. реакции, все остальное влияет только на ток.

Реклама

Если почитать Российские учебники, то там говорится о потенциалах, а не о ЭДС. Но в любом случае для электроники абсолютно до лампочки, что там происходит внутри батарейки. Гальванический элемент для электроники - это черная коробочка с двумя выводами, между которыми имеется напряжение и последовательно с этими выводами включено сопротивление достаточно малой величины. Все, больше ничего не надо, никаких разделений ЭДС внутри батарейки.

Реклама

ArtemKuchin

Света писал(а):Если почитать Российские учебники, то там говорится о потенциалах, а не о ЭДС. Но в любом случае для электроники абсолютно до лампочки, что там происходит внутри батарейки. Гальванический элемент для электроники - это черная коробочка с двумя выводами, между которыми имеется напряжение и последовательно с этими выводами включено сопротивление достаточно малой величины. Все, больше ничего не надо, никаких разделений ЭДС внутри батарейки.

Это было бы замечательное объяснение: оно так, потому что оно так и есть.

Но я уже и так знаю, что оно так и есть. Я хочу понять ПОЧЕМУ. Ну видать с этим ни у одного меня туго.

Скорее всего, суть в том, что электроны просто так у электрода не скапливаются. То есть электронов в свободном состянии не уществует, и ток- это не совсем движение электронов. Вспомните теорию полупроводников- ток осужествляется передвижением дырок, а не электронов. Опять же- статический потенциал- это наличие положительных зарядов на одном полюсе, и отрицательных- на другом. Подходит аналогия?

Не понятно, зачем вам это нужно. Если вы хотите теорию работы гальванического элемента изучить, то нужно не Википедию читать, а нормальную литературу. Здесь описывать химические процессы и как разделяются заряды не имеет смысла, все это уже давным давно изучено и расписано.

Пухич

Пусть одна батарея будет будет 10В, другая 1В. И Пусть от 10В питается АЦП.
Почему если соединить на общий провод минусы двух батареек. И от батарейки в 1В подать сигнал на АЦП, то АЦП покажет именно 1В?

АЦП покажет 1В потому, что оно так устроено. Не надо заморачиваться. Если охота заморочиться - учить матчасть по АЦП. Но там не рассматривается подключение именно батареек, там любое напряжение имеется в виду.

ploop

Но как же они будут выбегать из нее, если снаружи стоит в 10 раз больше электронов на общем проводе, которые хотят наоборот запереться в эту батарею, так как она более положительна (в 10 раз!)?

Никак, ток потечет в обратном направлении.
Так и не понял, что именно вам не ясно? Почему на ней 1 вольт останется?

Почему если соединить на общий провод минусы двух батареек. И от батарейки в 1В подать сигнал на АЦП, то АЦП покажет именно 1В?

Потому, что вы сами АЦП заставили измерять между минусом 1В батарейки и её же плюсом. А если бы батарейки минусами соединили, а измерили между их плюсами, он совсем другое показал бы.

ArtemKuchin

Сэр Мурр

Ну что вы такое говорите?! Ток, как движение дырок правомерно рассматривать только в полупроводниках, и то, иногда только. А в нормальных проводниках это просто абстракция, потому что те, кто первые электричество изучали просто облажались с направлением. Не угадали. И вся алгебра была на этом построена. Т.е. выбор направления тока от + к - это просто математическая абстракция чтобы знаки всех выражений были правильными. Физической сути процесса это не меняет - двигаются свободные электроны. Говорить, что двигают дырки, это примерно то же самое, что говорить что двигаетесь не вы, а пустое пространство вокруг вас, и так где оно исчезает - появляетесь вы.

Теперь по сути. Может и не скапливаются, конечно. Кто же знает то.
Но! А почему им не скапливаться? Раствор на месте, электрод на месте, электроны от электрода с удовольствием улепетывают в раствор просто по законам химии. Почему им не скапливаться то?
Ну то ест, не до бесконечности, а до какого-то химического равновесия.

Света
А что что вы так википедию не любите так? Наша часть ее (русско язычная) откровенно убогая, а вот англоязычная вылизана идеально. Везде ссылки на перво источники, все формулировки как надо. Зря вы так.

А вопрос свой я уже сформулировал. Причем несколько раз. См выше. Это который про почему АЦП 1 В покажет.

Пухич
Вопрос не про АЦП. Как они работают я уже примерно понял из Х&Х.
Ответ "оно так, потому что так оно и есть" не устраивает. Если бы устраивал не было всех этих страданий клавиатурных.
Касательно батареек: если понять с батарейкой, то и с любым можно будет. И вообще, с любым проще - там можно реально заряды сместить и все относительным станет, а в батарейке своих хим процессы и они протекают абсолютно.

ploop
Спасибо за ответ по сути вопроса.

Никак, ток потечет в обратном направлении.
Так и не понял, что именно вам не ясно? Почему на ней 1 вольт останется?

Ага. Значит тут мое мнеие совпадает с вашим

Предположим, что этот вопрос устаканили.

Потому, что вы сами АЦП заставили измерять между минусом 1В батарейки и её же плюсом. А если бы батарейки минусами соединили, а измерили между их плюсами, он совсем другое показал бы.

Ну нет, постойте. АЦП меряет не между минус и плюсом малой батарейки. Он меряет между плюсом малой батарейки И ОБЩИМ ПРОВОДОМ, от которого ацп и питается. Не правда ли?
Так вот, во первых, если ток течет в обратно направлении ацп должен показать не плюс, а минус, что уже не гут.
Во вторых, по моим размышления общий провод имеет в 10 раз более отрицательный заряд, чем минус малой батарейки. Т.е. -5В. И если на малой батарейке на плюсе +0.5В, а меряем мы между этим плюсом и обшим, то получается разность в 5.5В! Бардаак. Вопрос как всегда, где именно бардак начался? Очевидно где-то неверные предлоложения.

Thomas

artemm писал(а):Вопрос как всегда, где именно бардак начался?

Разруха в головах, как говорил профессор Преображенский в незабвенном "Собачьем сердце" М.А. Булгакова.

Настоятельно советую поинтересоваться скоростью движения свободных электронов в проводниках.

Очень интересная её величина, однако!

Также, напоминаю, что общий провод или земля – это всего-навсего "ноль" для отсчета потенциалов (относительно него же). Между общими проводами разных схем/устройств могут быть и мегавольтные потенциалы, как правильно заметил ARV. Вот тут и прибегают к общему заземлению, т.к. Земля является общим проводником, т.е. "нулем" для разнесенных в пространстве устройств (в основном для генераторов и приемников электрического тока). Есть ещё так называемое "выравнивание потенциалов" и "эквипотенциальность". Но это уже другая история, а вам, artemm, настоятельно советую начать с тщательного изучения школьного курса физики и в особенности с таких понятий, как элетрическая цепь, электрический ток, Закон Ома для участка цепи, Закон Ома для замкнутой (полной) цепи.

Чёта я читал-читал, и нифига вопроса не понял...
Тоесть Вас artemm интересует, почему если соединить две батарейки (1 и 10 В) отрицательными электродами, то между общим проводом и батарейкой 1 В будет показывать 1 Вольт???

И правда! Это удивительно!!!
Так-же удивительно, как и в случае с двумя деревьями (1 и 10 метров) которые растут на земле рядом, если типа мерять между землёй и верхушкой метрового дерева, получить 1 метр... Но! У меня есть предположение!!! Может это всё потому, что это дерево высотой 1 метр???
А если серьёзно, Вы правда не понимаете что для того, чтобы электроны куда-то потекли, им нужна замкнутая цепь? А замкнутая цепь у нас получилась на той батарейки, которая 1 Вольт. АЦП питается от батарейки 10В, но меряет напряжение между "нулём" и сигнальным проводом, а там у нас 1 вольт и получилось. Может сперва учебники почитать?

kentawrik

Artemm

Представьте себе творог в марле. Если мы не прикладываем силу сжатия к марле (ЭДС) ну нет у нас течения воды (электронов).

ЭДС и накопленный заряд это разные вещи и вы путаете два этих понятия. Это все равно что путать мясо с мясорубкой.

Вы путаете вес и массу если брать приземленные физические аналогии.

Заряд это количественная мера, а сила качественная.
Заряд измеряется в кулонах. грубо это 6241509474098726790 электронов.
Ток - одно из определений: кулон за секунду.
Ёмкость это накопленный заряд в количестве 1 Кулон к силе которая его туда запихала - потенциалу в 1 Вольт.
Вольт это сила которая необходима для выполнения работы в джоуль по перемещению 1 кулона заряда. (джоуль сами посмотрите что)
Так вольт это не количество зарядов - это потенциал сила. Сила которая определяет направление движения зарядов.
Теперь если вы начинаете лезть в такую суть как распределение зарядов в объеме батарейки, то учтите что свободных зарядов там практически нет. Они могут образоваться, но их нет, есть сила которая может сорвать электроны с орбит и то только предоставив замещающий электрон.

Если вы начнете разбираться в этом, накопленный заряд в теле батарейки, или вернее на теле батарейки это совсем не тоже самое что способность батарейки двигать заряды. Если начинаете оперировать напряжениями - значит оперируйте ими только для определения направления течения тока и всегда в эквивалентной цепи. Если вы вставляете перемычки, т.е. вводите бесконечно малые велечины - то будете получать неправильные ответы. Ведь деление на 0 это не определенность. Поэтому Вам прийдется учитывать и эти сопротивления. А это более сложный подход.

Т.е. говоря по другому нельзя бесконечно упрощать в одном месте при этом усложняя непонятно зачем в другом.

И так если хотите определится с потенциалами в замкнутой цепи - забудьте о количественных характеристиках. Оперируйте только эквивалентными цепями. Потом рисуете направления токов учитывая знаки ЭДС, а потом обсчитываете падения напряжений на всех участках цепи...

ArtemKuchin

Проблема в том, что ваши ответы не следуют моему вопросу. Т.е. вы говорите о другом, другими терминами без указания места в вопросе, в котором в меня проблема с пониманием процесса начинаются. Из-за этого я не могу никак из прилепить к своему вопросу, чтобы хоть что-то анализировать начать.

Мдаа. видать мой вопрос на сколько туп, что создается впечатление что и школьной программы я не знаю и даже сам вопрос понять невозможно.

Придется видать пока завязать с этой темой и просто пользоваться практическими выводами. Попробую на последок мировую общественность помучать на avrfreak.com, попозорить родную страну

P.S. по поводу средней скоростьи потока электронов по памяти помню кажется пару сотен метров в секунду. Но память может подводить. Они же все равно хаотично движутся, в основном от атома к атому. Скорость "перескока" не знаю, а про среднюю скорость потока - казал.

Thomas

artemm писал(а):по поводу средней скоростьи потока электронов по памяти помню кажется пару сотен метров в секунду.

Это слишком большая скорость. Советую всё-таки посмотреть справочники по физике. Ошибка составляет несколько порядков. И ещё: движение электронов и электрический ток не есть одно и то же – это школьный курс физики.

ArtemKuchin

Thomas писал(а):
artemm писал(а):по поводу средней скоростьи потока электронов по памяти помню кажется пару сотен метров в секунду.
Это слишком большая скорость. Советую всё-таки посмотреть справочники по физике. Ошибка составляет несколько порядков. И ещё: движение электронов и электрический ток не есть одно и то же – это школьный курс физики.

Посмотрел. Значит плохо помнил. 0,6–6 мм/c
Конечно же движение е и ток - ни одно и тоже. Это понятно. А в чем дело? Как это все меняет или объясняет что-то в вопросе?

Но учебник я куплю, обязательно и перечитаю. за 8 класс

Да, ваш вопрос непонятен для меня, по крайней мере.
Я не понимаю, почему вы оперируете минусами на общем проводе. Общий провод - это условность, принятая в электрических схемах. Это просто точка отсчета, которую принимают за ноль. И относительно нее проводят абсолютное большинство всех измерений в схемах. И если вы к этой точке отсчета подключите минус источника питания, то в схеме абсолютно нигде не будет минусового напряжения. Также, если вы подключите плюс - нигде в схеме не будет плюсового напряжения относительно общего провода. А у вас на общем проводе и в схеме то плюсы, то минусы вперемешку. Хотя по определению - общий провод - это ноль при всех измерениях.

kentawrik

Ладно - давайте так: четко сформулированный вопрос это уже 50% ответа.
Поставьте правильно вопрос по пунктам - а потом мы попытаемся ответить...