Что греет проводник ток или напряжение

[Философский Кот]

Вопрос чисто физический

пытаются подменить его математикой.

Ну, чо тогда... будем свято верить в чудеса и не описывать это математически

при нулевом напряжении возможен ток, который и разогревает проводник, имеющий ненулевое сопротивление.

Я... я это даже комментировать не буду

Только в случае вихривых токов, надо использовать закон Ома для полной цепи, тогда всё встанет на свои места.

Мне кажется, или я уже 100500 раз писал, что источник у нас идеален и не имеет внутреннего сопротивления?
Вы постоянно об этом говорите что-то, но не поясняете "на пальцах". Ведь, это ж так просто!
Ну, вот имеем мы индукционный нагреватель с КПД 100%. Идеальный источник питания. Никаких потерь, вообще. А вот кусок металла, который нагреваем - обычный, который имеет сопротивление.
Расскажите, как вы посчитаете мощность. Если имеем сопротивление и ток, то напряжение тоже будет. Пример со взвешиванием человека я давал.
И второе: имеем трансформатор, опять КПД 100%, вторичка - короткозамкнутый виток. Соотношение витков, пусть, 100 к 1, напряжение на первичке 100В.
Откройте всем глаза. Ведь, так никто и не сказал, откуда берётся МОЩНОСТЬ без напряжения.

[Николай_С]

Ну, чо тогда... будем свято верить в чудеса и не описывать это математически

Зачем же "верить в чудеса"? Я просто сказал, что в данном случае, физика первична. А вот подмена её математикой ведет к путанице. В жизни это можно проиллюстрировать на простом примере: кот умер и его похоронили. Если пользоваться математическими законами, то от перестановки мест слагаемых результат не меняется. Зато, нарушается причинно-следственная связь. И получается, что сначала кота похоронили, а уж затем он умер. А это не одно и то же.

при нулевом напряжении возможен ток, который и разогревает проводник, имеющий ненулевое сопротивление.

Я... я это даже комментировать не буду

А что Вам не нравится в моей фразе?

Ну, вот имеем мы индукционный нагреватель с КПД 100%. Идеальный источник питания. Никаких потерь, вообще. А вот кусок металла, который нагреваем - обычный, который имеет сопротивление.
Расскажите, как вы посчитаете мощность. Если имеем сопротивление и ток, то напряжение тоже будет...

Давайте разберемся...
Идеальный источник - это генератор, который наводит вихревые токи посредствам индуктора. Только не надо его путать с условным источником тока, который мы включаем в кольцо, согласно схеме, приведенной в первом посте YAA (на предыдущей странице). Помним также, что внутреннее сопротивление источника тока - штука тоже условная. Мы не можем физически его отделить и померить на нем напряжение. Однако, оно точно также участвует в разогреве .
Поэтому, ЭДС есть, а вот напряжения - нет.

И второе: имеем трансформатор, опять КПД 100%, вторичка - короткозамкнутый виток. Соотношение витков, пусть, 100 к 1, напряжение на первичке 100В.
Откройте всем глаза. Ведь, так никто и не сказал, откуда берётся МОЩНОСТЬ без напряжения.

В этом случае на первичной обмотке мы имеем бесконечно малое сопротивление переменному и постоянному току. Надеюсь, не надо объяснять почему . По этой причине там никак не может быть 100В.
Так что пример некорректный.

[rustot]

Откройте всем глаза. Ведь, так никто и не сказал, откуда берётся МОЩНОСТЬ без напряжения.

мощность = эдс помножить на ток.

эдс - это нормированная работа, дж/кл. умножаем на количество перемещенного заряда получаем обычную работу, дж. делим на время за которое она была совершена, получаем мощность, вт. помножить на количество перемещаемого заряда и поделить на время его перемещения это все равно что помножить на ток

копья ломаются на пустом месте. есть эдс - работа ЛЮБЫХ сил над зарядом включая и ручную переноску заряженых шаров и работу вихревых полей и работу потенциальных полей. и есть частный случай разности потенциалов (ака напряжение) - работа силы ПОТЕНЦИАЛЬНОГО электрического поля над зарядом. в общем случае всегда будет справедливой формула эдс помножить на ток. в одном частном случае вместо эдс можно использовать разность потенциалов.

в вихревом электрическом поле, непотенциальном, невозможно точкам пространства (включая точки проводника) присвоить потенциалы. поэтому о разности потенциалов речь не может идти

[Философский Кот]

Я просто сказал, что в данном случае, физика первична.

Никто не отрицает. Но, как раз, физику описывают математическими формулами и примерами. Должно быть количество чего-то потраченного и полученного, а так же - потраченного впустую (КПД). Всё, до сих пор, прекрасно описывается математическими формулами в физике.

не нравится в моей фразе?

Конкретно: "при нулевом напряжении возможен ток". Это невозможно. Я заметил, что вам лучше не говорить "напряжение", а то вы понимаете это, как конкретно напряжение, которое упало на нагрузке в цепи и его можно измерить вольтметром. Хоть я из кожи лез и говорил, что при идеальных условиях и КПД 100% напряжение и ЭДС - одно и тоже, но... Ладно. Пусть будет ЭДС. По той логике вещей, что я предложил - это и так одно и то же, что напряжение.
Без ЭДС никаких токов нигде не будет. Возьмём электростанцию (генератор). Первичен не ток. На катшку наводится переменное магнитное поле от магнита (электро, пусть будет ) и в зависимости от его положения (полюсов) будет наводится потенциал, ой, то есть, ЭДС на катушки. Пока не будет нагрузки, никакого тока в катушках не будет (потерь никаких нет, у нас всё "чотко" специально для примера).

Только не надо его путать с условным источником тока,

Какого ещё тока?? Это простой принцип трансформатора. Наводится напряжение. Нагреваемое тело - короткозамкнутый виток. Даже википедия со мной согласна

внутреннее сопротивление источника тока - штука тоже условная.

Нам пофиг, у нас источник идеален без всяких внутренних сопротивлений, утечек, потерь и т.д.

По этой причине там никак не может быть 100В.

Как горохом об стену Я уже уставать начинаю... Источник переменного напряжения в этом случае может отдать столько тока, сколько угодно. Напряжение ни на вольт не просядет. Вы уходите от вопроса
Про трансформатор (о том, что он может сгореть) не беспокойтесь. Он достаточно мощный, чтобы вечность работать в таком режиме Лишний раз напомню: у нас всё "чотко и в вакууме" и сгорает то, что нам хочется

[El-Eng]

Классная тема! Подброшу еще проблем:
Представим себе идеальный источник напряжения U, подключенный идеальными проводами к активному сопротивлению R. Понятно, что в цепи течет ток I=U/R и на сопротивлении выделяется мощность W=U*I. Но вот проблема: напряжение на идеальных проводах нулевое, а по ним течет ток I, хотя утверждается, что это невозможно. Более того, на идеальном источнике напряжения есть напряжение (простите за тавтологию) U, и через него течет ток I, но мощность не выделяется. Как так?

[Gudd-Head]

напряжение на идеальных проводах нулевое, а по ним течет ток I, хотя утверждается, что это невозможно.

Возможно. Закон Ома для полной цепи (или как там его).

Более того, на идеальном источнике напряжения есть напряжение (простите за тавтологию) U, и через него течет ток I, но мощность не выделяется. Как так?

Она не выделяется, а расходуется. Там в разные стороны направлены I и U.

[El-Eng]

Ладно, первый вопрос разгадали: это было задано по поводу утверждения Философского Кота:

Конкретно: "при нулевом напряжении возможен ток". Это невозможно.

Конечно возможно, хрестоматийный пример тому - кольцо из сверхпроводника, по которому течет незатухающий ток. Надеюсь, не нужно говорить, что падение напряжения между двумя любыми точками сверхпроводника, по которому течет ток, равно нулю.

Второй вопрос: добавим сумбура: речь, понятно, идет о тепловой мощности. Да, в идеальном источнике I и U направлены в разные стороны, но что означает фраза "мощность расходуется"? Что, источник напряжения охлаждается?

P.S. Gudd-Head, если для вас это все понятно, не отвечайте, интересно, что ответят другие.

[Философский Кот]

Но вот проблема: напряжение на идеальных проводах нулевое, а по ним течет ток I, хотя утверждается, что это невозможно.

Это не проблема Провода и источник, а точнее - потери в них, нас не интересуют. Правильно, напряжения на этих проводах не будет. Будет только на нагрузке, обладающей сопротивлением.

на идеальном источнике напряжения есть напряжение (простите за тавтологию) U, и через него течет ток I, но мощность не выделяется. Как так?

А так, что нет сопротивления Если наш источник, допустим, батарейка или аккумулятор, который является идеальным и разряжается через сверхпроводник, то, теоретически, пойдёт бесконечно большой разрядный ток и батарея разрядится за бесконечно малое время Сама батарея ток никак не ограничит, она может отдать сколько угодно, ведь, она - идеальна.
Закон Ома выполняется только для цепей, в которых есть сопротивление.

кольцо из сверхпроводника, по которому течет незатухающий ток.

Нуууу... Это верно, но я приводил для примера кольцо (замкнутый виток), который обладает сопротивлением.

но что означает фраза "мощность расходуется"

В нашем случае, что расходуется, что выделяется - пофиг... КПД 100%

[El-Eng]

А так, что нет сопротивления...

Очень горячо, в смысле совсем близко к правде. Только отмечу, что идеальный источник напряжения не разряжается, он на любой нагрузке поддерживает неизменное напряжение, замыкать его идеальным проводником нельзя, как нельзя полностью размыкать идеальный источник тока, который поддерживает неизменным ток через любую нагрузку.

я приводил для примера кольцо (замкнутый виток), который обладает сопротивлением.

Перейдем к вашему кольцу. Чтобы понять, что там происходит, достаточно нарисовать эквивалентную схему цепи. И понять, что это идеальный источник напряжения величиной наводимой ЭДС, нагруженный на активное сопротивление кольца.

[YAA]

Мощность, выделяемая на сопротивлении короткозамкнутого кольца P=R*I^2. Рассмотрим МОДЕЛЬ (или эквивалентную схему, если угодно), приведённую для кольца (батарейки и резисторы). На каждом частичном резисторике выделяется мощность P=I^2*R/N. Подставим ток I=ЭДС/R, получим P=(ЭДС/R)^2 *R/N=ЭДС^2/RN. Просуммировав по всему кольцу (поскольку кусочки одинаковы, то суммирование сводится к умножению на N), получим P=ЭДС^2/R. Да, очень похоже на P=U^2/R, но вторая формула неприменима, поскольку U не определено в НЕпотенциальном поле.
Ну не могли же для одного и того же понятия дать разные названия и определения. Напряжение - разность потенциалов, ЭДС - работа сторонних сил.

PS. Если Вы порешаете задачку про два полукольца с разными сопротивлениями, то многое прояснится в понимании разницы между потенциальным и вихревым полями и их взаимосвязи...
Впереди выходные... В догонку ещё одна задачка, где участок с сопротивлением R2 выведен из зоны действия поля:

[El-Eng]

Да дело тут не в полях. Просто возьмите кучу батареек и замкните их в кольцо - получите то же самое.

А задачка ваша решается просто: я решу первую, а пусть кто-то решит вторую.

Итак: имеем ЭДС, равную 3В, которая формирует ток в цепи, равный 3/(1+2)=1А
Напряжения должны отсчитываться от базовой точки, возьмем в качестве таковой U0.
Идем далее: сопротивление r участка кольца между соседними точками в красной части равно r=R1/4=0.25ом, в синей, соответственно R=0.5ом.
Протекающий ток в 1А создает на сопротивлении r падение напряжения 1*0.25=0.25В, на R - 0.5В. Но на каждой 1/8 кольца создается ЭДС равная 3/8=0.375В.

Напряжение между точкой U0 и любой другой точкой определяется как сумма ЭДС минус сумма падений напряжения при обходе контура по часовой стрелке (выбранное направление тока):

U1=0.375-0.25=0.125В
U2=0.75-0.5=0.25В
U3=1.125-0.75=0.375В
U4=1.5-1=0.5В
U5=1.875-1.5=0.375В
U6=2.25-2=0.25В
U7=2.625-2.5=0.125В

Правильно?

[Философский Кот]

Только отмечу, что идеальный источник напряжения не разряжается,

Ну, тот, что я предложил разряжается... А в остальном - он идеален. Я же писал, что это батарейка или аккум...
Таким образом я отвечал на:

Более того, на идеальном источнике напряжения есть напряжение (простите за тавтологию) U, и через него течет ток I, но мощность не выделяется.

Во...

Да, очень похоже на P=U^2/R, но вторая формула неприменима, поскольку U не определено в НЕпотенциальном поле.

Мда. Я, как бы, проводил тут аналогию похожести напряжения и ЭДС, а точнее - их равенству при прочих "хороших условиях" и, якобы, был неправ.
Но какая разница? А разница такая, что некоторые не могут себе представить идеальных условий и принять то, что ЭДС и есть напряжение в этих условиях.
Когда уже дошло до задачек, случилось "О, чудо!". Начали появляться формулы и цифры. А кое-кто говорил, что математичкски это не объяснишь... Пичалька
Я так и не понял... То ли я неправильно выражался, объясняя то, что я хочу сказать, то ли никто не хотел понять.

Но на каждой 1/8 кольца создается ЭДС равная 3/8=0.375В.

Аллилуйя! Всё-таки, наводится напряжение ЭДС, а не ток, который создаёт его её О чём я кричал, чуть голос не сорвав, сначала этой дискуссии

Как бы, ещё Фуко задолго до нас понял, что на цельном сердечнике с малым сопротивлением наводятся относительно большие токи, которые создают свои противодействующие магнитному потоку катушки поля. И он понимал, что при одном и том же наводимом напряжении, если сердечник разделить на пластины, то эти токи уменьшаться, ведь сопротивление сердечника сильно возрастает. Если бы наводился ток, то при увеличении сопротивления сердечника, мы бы получали увеличение напряжения (ЭДС). И тогда было бы всё печально, но, слава Богу, благодаря законам физики всё есть, как есть

выведен из зоны действия поля:

Получится обычный виток с нагрузкой в 2Ома, ну, и плюс сопротивление витка, конечно

[YAA]

...Правильно?

Правильно Вот решение в общем виде:

Спойлер

ЭДС обозначено буквой пси (похоже на вилы).
Решаем с помощью модели из батареек и резисторов. С помощью закона Ома для полной цепи находим ток в контуре (1). Разделим контур на N одинаковых кусочков. Пусть на долю R1 приходится N1 кусочков, тогда на долю R2 придётся N-N1 кусочков. Долю N1 от общего количества кусочков обозначим буквой альфа (2). Применим закон Кирхгофа для контура (обходим его против часовой стрелки). Вычислим нескомпенсированную ЭДС на каждом кусочке для R1 и R2 соответственно (3) и (4). И умножим на количество кусочков (для R1 - N1, для R2 - N-N1) - уравнения (5) и (6). Подставляем ток из (1) и получаем ответ - напряжения (на R1 и R2 - уравнения (7) и (8). Замечу, что в сумме U1 и U2 дают ноль, то есть ответ всегда будет не противоречив (9). Подставим ЭДС=3В, R1=1Ом, R2=2Ома, альфа=1/2.
Что же мы в итоге получили? Получилось, что неоднородность в вихревом поле породила потенциальное поле! Но если попытаться применить закон Ома для участка цепи, то получится полная лажа... Вольтметр показывет напряжение 0,5В между точками U4 и U0. По красному участку цепи должен бы течть ток 0,5В/1Ом=0,5А против частовой стрелки, а по синему 0,5В/2Ома=0,25А по часовой стрелке. Мерим амперметром - 1А и везде по часовой стрелке. Я уж не говорю о нарушении закона Кирхгофа для точек U4 и U0 - тут должен копиться заряд, раз втекающий ток не равен вытекающему. Вывод: закон Ома для участка цепи в данном случае неприменим.
Для решения второй задачи нужно подставить альфа=1, поскольку на долю R1 приходятся все кусочки N1=N. Получим напряжение 2В между точками U8 и U0. Если же R2 сделать бесконечным, то между точками U8 и U0 получим 3В. Именно так и измеряют ЭДС - на холостом ходу напряжение потенциального поля равно ЭДС. Как и в предыдущем случае, потенциальное поле направлено против ЭДС на красном участке и в направлении ЭДС на синем. Но на синем участке вихревое поле отсутствует. Тут начинает работать закон Ома для участка цепи: напряжение 2В, сопротивление 2Ома, ток 1А - всё как в аптеке!. R1 - внутреннее сопротивление источника ЭДС. Если присмотреться к рисунку второй задачи, то мы увидим, что это ни что иное, как обмотка трансформатора. То есть трансформатор - прибор, в котором вихревое поле преобразуется в потенциальное и наоборот!

[El-Eng]

Начнем с того, что, повторюсь, к данной задаче ни потенциальное ни вихревое поля отношения не имеют. Мы имеем контур с резисторами (сопротивлениями) и источниками напряжения (ЭДС), и для решения задачи этого достаточно, нас абсолютно не волнует происхождение этой самой ЭДС. Чтобы убедиться в правильности высказывания, возьмите, как я говорил, несколько, скажем, восемь, обычных, реальных батареек (являющихся, по сути, идеальным источником напряжения с последовательным сопротивлением) и соедините их в кольцо - получите в точности всё то же самое и без каких-либо полей.
К данной задаче закон Ома для участка цепи неприменим также, как неприменим он к любому участку цепи, содержащему источник напряжения или тока. Задачу нужно решать используя закон Ома для полной цепи или более общие законы Кирхгофа.