СПРОСИ ПРОФИ
👍
+2
👎 218

Переменный ток, параллельное соединение. Напряжение одинаково, а почему?

При постоянном токе оно понятно: стационарное поле движущихся зарядов потенциально, и его работа одинакова по любому участку цепи, подключенному к двум данным точкам.

А почему при переменном токе напряжение одинаково на параллельно включенных элементах? Ведь теперь поле движущихся зарядов не стационарно и вряд ли потенциально. Почему же его работа вновь одинакова по любому пути?
физика обучение     #1   03 фев 2011 12:59   Увидели: 18 клиентов, 3 специалиста   Ответить
👍
+4
👎 4
Нестационарность поля [m]{\bf F}(t,x_1,x_2,x_3)[/m]:
[m]{\partial F\over \partial t} \not\equiv 0[/m].

Потенциальность поля: [m]\exists U: F_{x_i}={\partial U \over \partial x_i}, i=1,2,3[/m].

Как говорится, сон смерти не помеха :-)
👍
0
👎 0
Дмитрий Андреевич, я попробую своими словами сказать, как я понимаю вашу мысль :) Нестационарность связана с временем, а потенциальность — с пространством. Время и пространство не смешиваются (хотя мы сейчас проходим СТО... ну да ладно...), потому-то и сон смерти не помеха :)

Но у меня сложилось ощущение, что при постоянном токе именно стационарный характер поля движущихся зарядов влечёт его потенциальность — потому что оно вроде как похоже на электростатическое поле (потенциальное). А вот при переменном токе поле никак не похоже на электростатическое — я и усомнилась.

Так что же выходит: поле движущихся зарядов синусоидального тока потенциальное или нет?
  #4   03 фев 2011 22:28   Ответить
👍
0
👎 0
Правильно понимаете. Нестационарность не противоречит потенциальности.

Гравитационное поле капель дождя потенциальное или нет?
👍
0
👎 0
Ну, если капли падают равномерно, то думаю, что потенциальное. А если ускоренно... получается, тоже?

Видимо, я неверно понимала потенциальность... Мне казалось, что если электрическое поле нестационарное, то, покуда мы будем обходить со своим пробным зарядом по замкнутому пути, поле успеет поменять свои значения в разных точках этого пути, что сделает суммарную работу поля ненулевой.

А вы, по всей видимости, хотите сказать вот что: мы как бы замораживаем время и обходим с пробным зарядом замкнутый путь в этом "застывшем" поле. Тогда работа получается нулевой, а нестационарное поле — потенциальным.

Я правильно поняла вас, Дмитрий Андреевич?
  #11   04 фев 2011 22:31   Ответить
👍
0
👎 0
Правильно. Частные производные по координатам (#2) берутся при замороженном времени.
👍
+2
👎 2
И.Е.Иродов "Электромагнетизм. Основные законы", §11.1
👍
0
👎 0
Вот, про квазистационарность я тоже читала в Мякишеве. Но ведь квазистационарность означает синхронность изменения тока по всей цепи. Сейчас сила тока имеет такое-то значение во всей цепи, а в следующий момент времени сила тока будет иметь во всей цепи одно и то же, но другое значение. Но с какой же стати "это позволит нам использовать формулы, полученные в статических полях"? Это мне непонятно.

Это всё равно, что сказать следующее. Будем двигать равноускоренно стержень. Предположим, что выполнено условие квазистационарности — при малых скоростях стержня за счёт звуковых волн скорости частиц стержня меняются почти синхронно. Но ведь это не позволит нам использовать формулы, полученные для равномерного движения :)
  #5   03 фев 2011 22:38   Ответить
👍
0
👎 0
Нет, вот гораздо лучше. Пусть стержень колеблется с небольшой частотой и является достаточно коротким. Распрстранение звуковых волн можно считать мгновенным. "Механический ток" можно считать квазистационарным. Но ведь не будем же мы тут пользоваться "статическими" формулами для равномерного движения!
  #6   03 фев 2011 23:00   Ответить
👍
0
👎 0
Мы будем пользоваться формулами для колебательного движения, считая стержень единым абсолютно твёрдым телом, а не сплошной средой, в которой бегут звуковые волны.
👍
0
👎 0
Антон Маркович, и мне неясно, почему "мгновенные значения квазистационарных токов подчиняются закону Ома". У меня такие учебники: Мякишев обычный (11 кл.), Мякишев Большой (пятитомник), Пинский (двухтомник). Все они без всяких объяснений пишут I=U/R для случая резистора в цепи переменного тока (I, U — мгновенные значения). А почему, собственно, так получается?

В Большом Мякишеве есть вывод закона Ома для постоянного тока в дифференциальной форме, я в нем вроде разобралась. Но там главное в том, что, раз ток постоянный, ускорение зарядов равно нулю, и электрическая сила уравновешивается силой сопротивления: eE=kv. Отсюда сразу получается, что плотность тока пропорциональна напряженности.

Но при переменном токе мы же не обнулим так запросто ускорение? Да, ток квазистационарный, но это лишь означает, что скорость и ускорение частиц меняются синхронно по цепи. А если ускорение остается, то eE не равно kv, пропорциональность пропадает, а вместе с ней должен пропасть и закон Ома... Как же быть?
  #7   04 фев 2011 15:40   Ответить
👍
+1
👎 1
Электрон — легчайшая частица с весьма заметным зарядом, которая под действием силы eE набирала бы очень большую скорость за время, ничтожно малое по сравнению с периодом переменного тока. Если бы не было силы kv, практически сразу обнуляющей её ускорение.

Механическая аналогия, хоть и не колебательная. С высоты 1 км в поле силы тяжести при наличии сопротивления воздуха опускается пушинка. Вы имеете чудесную возможность менять ускорение свободного падения на планете и плавно делаете это с периодом 5 минут. Разумно ли утверждать, что в любой момент времени сила тяжести уравновешивается силой сопротивления воздуха, а скорость пушинки прямо пропорциональна g? Думаю, что вполне разумно. Именно в силу этой самой квазистационарности.

Эта аналогия не совсем строга, т.к. для пушинки масса одновременно играет роль заряда, но, надеюсь, можно почувствовать, насколько различны временные масштабы — время реагирования частицы на изменение внешних условий и время самого изменения этих условий.
👍
0
👎 0
Единственное только — я думаю, что скорость пушинки будет пропорциональна корню из g (сила сопротивления = kv^2), но это не столь принципиально. Что ж, плавное движение электронов в некоей вязкой среде... Спасибо, Дмитрий Андреевич, буду обдумывать вашу аналогию. Не исключено, что это та самая картина, которой мне не хватало :)
  #12   04 фев 2011 22:37   Ответить
👍
0
👎 0
kv^2 — это при больших скоростях.
👍
0
👎 0
Если хотите ссылку на литературу — попозже выложу, ага?
👍
0
👎 0
С.Г.Калашников "Электричество" §147
👍
0
👎 0
Супер! Спасибо, Антон Маркович! Надо же, как просто. Блин, ну как же я сама-то не догадалась! Средняя между столкновениями скорость пропорциональна ускорению, а значит — силе, а значит — напряженности, вот и все дела! Тьфу ты, бестолковая моя башка...
  #17   05 фев 2011 23:51   Ответить
👍
0
👎 0
Один мой когдатошний студент (а ныне доцент Волгоградского Политеха) придумал для своих студентов прекрасную метафору этого процесса. Представим себе высокую трубу, в которую на равных расстояниях вставлены горизонтальные решётки. Шарик, падающий внутри трубы, от одной решётки до другой движется равноускоренно, но в среднем за всё время падения — практически равномерно.
👍
0
👎 0
Остается добавить, согласно Дмитрию Андреевичу, плавное изменение ускорения свободного падения со временем, и мы получаем великолепное объяснение закона Ома для квазистационарного тока :) Интересно, почему такие простые и ясные вещи не пишут в учебниках? Вот уж действительно, ничто не может заменить общения с умными людьми :)
  #19   06 фев 2011 16:53   Ответить

Задайте свой вопрос по физике
профессионалам

Сейчас онлайн 75 репетиторов по физике
Получите ответ профи быстро и бесплатно

Другие вопросы на эту тему:

👍
+1
👎 16

Увеличение объема насыщенного пара   6 ответов

Как известно, давление насыщенного пара зависит от температуры и не зависит от объема.
Обычно в учебниках приводится такая модель: в сосуде насыщенный пар и жидкость. Если увеличить объем пара, то интенсивность испарения жидкости с поверхности воды увеличится и вскоре вновь наступит динамическое равновесие.
Если уменьшить объем пара, усилится конденсация, пока не наступит равновесие. Это все логично.
А что будет, если поместить насыщенный…
  06 ноя 2012 19:34  
👍
+3
👎 34

Время соскальзывания по любой хорде одинаково?   4 ответа

Здравствуйте!
Помогите с задачей:
Окружность лежит в вертикальной плоскости. Из верхнего конца вертикального диаметра по желобам, расположенным вдоль хорд
под углами a1=60 градусов и a2=30 градусов к вертикали, соскальзывают без трения два тела. Отношение времен их соскальзывания t1/t2 равно ... ?
Почему время соскальзывания по любой хорде одинаково?
  15 сен 2019 12:17  
👍
0
👎 03

Параллельное Соединение проводников   3 ответа

В мастерской установлено семь одинаковых электродвигателей, включенных в сеть с напряжением 220В параллельно. Каждый электродвигатель потребляет мощность 2.2 кВт. Определите силу тока в обмотке каждого электродвигателя и общее сопротивление цепи.
👍
0
👎 02

Автомобиль массой m=1200кг движется по прямолинейному участку   2 ответа

Автомобиль массой m=1200кг движется по прямолинеиному участку дороги со скоростью v=15м\с .В кокоито момент он начинает тормозить с ускорением модуль которого равен а=2.5 м\с2..чему равен импульс автомобиля через t=3 с после начала торможения?
  12 фев 2014 02:25  
👍
0
👎 042

Уходит ли ток в розетку или остается в лампочке?   42 ответа

на сайте http://elementy.ru есть такой детский вопрос,и там,знаете ли,разгорелась недетская дискуссия.Меня лично насторожил один ну очень правдоподобно звучащий тезис -LEON :"Если учесть, что ток в сети переменный, с частотой 50 герц, а скорость дрейфа электронов в проводе под напряжением — сантиметры в секунду, то окажется, что конкретные электроны, которые находятся в середине спирали лампы (длина…
  26 фев 2013 08:24  
👍
+2
👎 28

Переменный ток   8 ответов

Есть цепь, в которой последовательно подключены катушка, конденсатор, резистор.
R, L, C — дано. Кроме того, I(t) = 2 Sin [ 200 Pi t ]

нужно найти амплитуду тока на L.

Я не понял, почему спрашивается именно про амплитуду на L? цепь неразветвлена — амплитуды и мгновенные значения токов на всех элементах цепи одинаковы. Если это так, значит амлитуда тока на L = 2А (из уравнение колебания тока)?

P.S. не удивляйтесь лишней информации в задаче — там и другие вопросы были.

Спасибо.
  22 июл 2012 20:09  
ASK.PROFI.RU © 2020-2022