Электрический ток - популярно?

Azzi · Post by **Azzi** » 14 Jan 2004 19:50

Возникла небольшая путаница. При создании эл поля возникает ток, электроны движутся в поле, а значит и внутри проводника поле есть, не надо путать с экранированием поля металлом.
Про проникание поля в проводник - оно внутри должно быть. Волны и правда нет, т.к. поле переменное только в момент включения. А если ток переменный, то переменное поле (волна) проникает в проводник на некоторую глубину, вызывая известный скин-эффект концентрации электронов у поверхности. При понижении частоты глубина проникновения падает (или возрастает? не помню) и, в пределе, при постоянном токе ->0.
Работу по, скажем, нагреванию проводника, совершают электроны, но заставляет их двигаться-то именно поле! И если электроны движуться со скоростью сантиметров в секунду, то поле распространяется со скоростью света.
Причина или следствие: имеется в виду, есть ли принципиальная разница между свободной э/м волной и переменным током, если убрать проводник, который попадает в это поле, или, соотвественно, постоянным эл. полем и постоянным током? Можно ли выполнять передачу энергии не задействуя движение носителей заряда? Другими словами, есть какие-нибудь преобразования непосредственно энергии поля в другие виды энергии без участия электронов/дырок? Термо-, хим-, мех- преобразователи что я знаю без этого не обходятся.

Kastet · Post by **Kastet** » 14 Jan 2004 19:57

Azzi wrote:Меньше знаешь - лучше спишь? Объясните всё же на пальцах.

Энергию переносит э/м волна, так?

Енергию переносит електромагнитное поле. Направление потока енеррии: перпендикулярно векторам електрического и магнитного полей. В идеальном проводнике електрическое поле равно нулю и поток енергии тоже. В неидеальном проводнике (с конечной проводимостью) електрическое поле параллельно проводнику. Магнитное - перпендикулярно его оси. Поток енергии направлен к центру проводника. Интерпретация: енергия електромагнитниго поля а переходит в тепло внутри проводника.

Проводник - "рельсы" для этой волны?

Рельсы для потока електронов, которые и образуют електрический ток (направленное движение зарядов)

Почему она не может распространяться в том же направлении без проводника?

В воздухе нет свободных елктронов (почти). Поетому воздух не проводит ток.

Движение электронов - причина или следствие?

Движение електронов - и есть електрический ток. Причина движения електрическое поле внутри проводника (иными словами, что-то, например генеретор, должно создать ето поле, тогда еликтроны задвигаются и лампочка загорится)

Что там с поглощением/отражением волны от нагрузки при вариации сопротивления нагрузки (того что З=с.рт(Р2+(вЛ-1/вц)2)) ?

Ето не от волны а от ... . Короче, и правда лучше в книжку. Рекомендую Giancoli, он для undegraduates, один мой друг еще в школе его осилил.

Kastet · Post by **Kastet** » 14 Jan 2004 20:10

Azzi wrote:Возникла небольшая путаница. При создании эл поля возникает ток, электроны движутся в поле, а значит и внутри проводника поле есть, не надо путать с экранированием поля металлом.
Про проникание поля в проводник - оно внутри должно быть. Волны и правда нет, т.к. поле переменное только в момент включения. А если ток переменный, то переменное поле (волна) проникает в проводник на некоторую глубину, вызывая известный скин-эффект концентрации электронов у поверхности. При понижении частоты глубина проникновения падает (или возрастает? не помню) и, в пределе, при постоянном токе ->0.
Работу по, скажем, нагреванию проводника, совершают электроны, но заставляет их двигаться-то именно поле! И если электроны движуться со скоростью сантиметров в секунду, то поле распространяется со скоростью света.
Причина или следствие: имеется в виду, есть ли принципиальная разница между свободной э/м волной и переменным током, если убрать проводник, который попадает в это поле, или, соотвественно, постоянным эл. полем и постоянным током? Можно ли выполнять передачу энергии не задействуя движение носителей заряда? Другими словами, есть какие-нибудь преобразования непосредственно энергии поля в другие виды энергии без участия электронов/дырок? Термо-, хим-, мех- преобразователи что я знаю без этого не обходятся.

Да, путаница. Забудьте про скин-еффект, ето для высоких частот, тут и правда волны нужны.

Екранирование - електростатическое явлениые. В отсутствие тока в проводнике Е = 0. При наличии поля в проводнике возникает ток: j = s Е.
s- проводимость, j - плотность тока. (все значки вектора опущены). Если вы рассматриваете низкочастотный ток, пренебрегаете всеми волновыми еффектами. Ето тоже самое, что сказать, что поле распространяется мгновенно. Принципиальная разница между волной и постоянным (низкочастотным) током есть - ето разные вещи.

Можно ли выполнять передачу энергии не задействуя движение носителей заряда?

Теоретически да, лазерным лучом например. Солнышко тоже светит. Световая (електромагнотная) волна не задействует движение електронов. Для транспортировки енергии, правда ето непрактично.

Ответ на последний вопрос: есть методы. И приборы есть. Микроволновка напривмер. Никаких електронов, только волны. И греет!

sterhus · Post by **sterhus** » 14 Jan 2004 20:36

Kastet wrote: 10 глав Джексона - ето зверство. В России Ландау-Лившица рекоммендовали. Но Ландавшиц проще. И елегантнее.

Джексон - это классика.
А Ландавшиц поверхностен в этом вопросе.
Это как изучать теормех по первому тому Ландавшица.

vaduz · Post by **vaduz** » 14 Jan 2004 20:42

Azzi wrote:Возникла небольшая путаница. При создании эл поля возникает ток, электроны движутся в поле, а значит и внутри проводника поле есть, не надо путать с экранированием поля металлом.

Если поместить проводник в электрическое поле, то свободные заряды (электроны) перераспределятся таким образом, что внутри проводника суперпозиция полей (внешнего и от перераспределенного заряда) будет равна 0. Потому что, если не 0, то заряды бы двигались под действием этого поля.

Про проникание поля в проводник - оно внутри должно быть. Волны и правда нет, т.к. поле переменное только в момент включения. А если ток переменный, то переменное поле (волна) проникает в проводник на некоторую глубину, вызывая известный скин-эффект концентрации электронов у поверхности. При понижении частоты глубина проникновения падает (или возрастает? не помню) и, в пределе, при постоянном токе ->0.

Нет, не надо путать волну и переменный ток. Вас почему-то все время уносит в сторону взаимодействия электромагнитной волны с проводником.

Работу по, скажем, нагреванию проводника, совершают электроны, но заставляет их двигаться-то именно поле! И если электроны движуться со скоростью сантиметров в секунду, то поле распространяется со скоростью света.

В прошлый раз, я видимо, нечетко сказал, что поля нет только в статическом случае. Если есть движение зарядов, то значит, есть поле, вынуждающее их двигаться. При постоянном токе заряды перераспределяются и так, что поле внутри проводника однородно, а вне - неоднородно, но оно постоянно и потенциально.

Причина или следствие: имеется в виду, есть ли принципиальная разница между свободной э/м волной и переменным током, если убрать проводник, который попадает в это поле, или, соотвественно, постоянным эл. полем и постоянным током?

Конечно, это все разные вещи. Поле - это поле, а движение заряженных частиц - это движение заряженных частиц. Э/м волна - это явление распространения переменного э/м поля. А переменный ток - это движение зарядов под действием переменного электрического поля. Это разные вещи, хоть и связанные - одно может вызывать другое и наоборот.

Можно ли выполнять передачу энергии не задействуя движение носителей заряда? Другими словами, есть какие-нибудь преобразования непосредственно энергии поля в другие виды энергии без участия электронов/дырок? Термо-, хим-, мех- преобразователи что я знаю без этого не обходятся.

Конечно, есть такие методы, к примеру, воду можно кипятить в микроволновке. Или лазером.

vaduz · Post by **vaduz** » 14 Jan 2004 20:45

Kastet, ограниченные мысли сходятся!
Чес-слово, не читал Ваше письмо, все сам придумал...

Kastet · Post by **Kastet** » 14 Jan 2004 21:34

sterhus wrote:
Kastet wrote: 10 глав Джексона - ето зверство. В России Ландау-Лившица рекоммендовали. Но Ландавшиц проще. И елегантнее.

Джексон - это классика.
А Ландавшиц поверхностен в этом вопросе.
Это как изучать теормех по первому тому Ландавшица.

Никак не спорю. Просто читать его еще сложнее чем Ландавшица. Исчепывающе и сложно. Зато все методы со спецфункциями изложены. А под зверством я имел в виду - отсылать человека к десяти главам Джексона или Ландавшица

. Из такого похода хеловек может не вернуться.

Kastet · Post by **Kastet** » 14 Jan 2004 21:36

vaduz wrote:Kastet, ограниченные мысли сходятся!
Чес-слово, не читал Ваше письмо, все сам придумал...

:)

Capricorn · Post by **Capricorn** » 14 Jan 2004 22:44

sterhus wrote:
Kastet wrote: 10 глав Джексона - ето зверство. В России Ландау-Лившица рекоммендовали. Но Ландавшиц проще. И елегантнее.

Джексон - это классика.
А Ландавшиц поверхностен в этом вопросе.
Это как изучать теормех по первому тому Ландавшица.

Что бы совсем "просто и наглядно" ответить на вопросы:

Кто-нибудь может объяснить "на пальцах" как переносится энергия посредством протекания тока по проводнику? Связь ЭДС на концах проыодника, электромагнитной волны идущей в поверхностном слое проводника (и снаружи?), и тока электронов?

можно и Савельева или амер еквивалент
уверен что на google можно наит кучу ссылок на "об'яснения", for example
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... lecur.html

sterhus · Post by **sterhus** » 15 Jan 2004 00:21

Capricorn wrote:Что бы совсем "просто и наглядно" ответить на вопросы:

Прежде всего, чтоб правильно их поставить.
Ответы найдутся при последующем повторном прочтении. :mrgreen:

Azzi · Post by **Azzi** » 17 Jan 2004 02:06

Пасибки, прояснилось немного.
Ещё вопрос на засыпку: в эл/м волне максимумы и минимумы электрического и магнитного полей совпадают. Что несет энергию в тот момент, когда они оба равны нулю, т.е. когда нет ни эл. ни магнитного полей? Не надо говорить про производную, которая не равна нулю, т.к. у неё нет физ. смысла (или есть?).
Кстати, лазерное излучение (да и все известные источники фотонного излучения) вызвано переходом электронов с обриты на орбиту, как и все другие виды излучения. Еще, насколько я помню, при ускорении/торможении заряженные частицы тоже излучают (в синхротроне, например). Короче, почти все виды переноса энергии не обходятся без носителей заряда, так? Не уверен насчет ядерных реакций и, соотвественно, гамма-излучения.

vaduz · Post by **vaduz** » 18 Jan 2004 05:00

Azzi wrote:Ещё вопрос на засыпку: в эл/м волне максимумы и минимумы электрического и магнитного полей совпадают.

Не, они сдвинуты по фазе на 90 градусов.

sterhus · Post by **sterhus** » 18 Jan 2004 06:54

vaduz wrote:
Azzi wrote:Ещё вопрос на засыпку: в эл/м волне максимумы и минимумы электрического и магнитного полей совпадают.

Не, они сдвинуты по фазе на 90 градусов.

Нет.

Post by **Privet** » 18 Jan 2004 07:32

Голосую за то, что сдвинуты на 90

Максимум изменения магнитного поля генерирует максимум электрического.

Hamster · Post by **Hamster** » 18 Jan 2004 09:00

Первый вопрос: sterhus, уговорил ( совсем плохой стал, физику забываю ... ) Фотона, который переносит энергию, в точках минимума просто нет, его волновая функция равна нулю. Плотность энергии ( которая, если мне не изменяет память, E^2+H^2 с точностью до константы ), тоже равна нулю.
Второй вопрос какой-то странный. Энергия в лазерах, гамма-излучении, и т.д. переносится фотонами, заряд фотона равен нулю. Когда фотоны излучаются, без заряженных частиц обычно не обходится, потому что в ядерной физике они вообще на каждом шагу. Можно откопать ситуацию, когда фотон излучается без участия заряженных частиц. Например, π0; -> 2γ ( слева нейтральный пи-мезон, справа два фотона ). Но это ни о чем не говорит.