Электрическое поле снаружи (!) плоского конденсатора

  Рет қаралды 6,402

GetAClass - Physics in experiments

GetAClass - Physics in experiments

3 жыл бұрын

В ролике объясняется, за счёт чего происходит разрядка плоского конденсатора, к тыльным сторонам обкладок которого подведены внешние электроды. Казалось бы, заряды внутри обкладок притягиваются друг к другу - как на них могут подействовать замкнутые наружные провода. Дело в том, что относительно слабое электрическое поле имеется и снаружи обкладок. Оно и обеспечит перетекание заряда с обкладки на обкладку.
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
Вступай в нашу группу ВКонтакте:
get_a_class
Мы на Яндекс.Дзен:
zen.yandex.ru/getaclass

Пікірлер: 56
@michaelpovolotskyi3295
@michaelpovolotskyi3295 3 жыл бұрын
Хотелось бы уточнить. Пусть на внешней поверхности конденсатора очень малое поле. Мне кажется, что если замкнуть пластины проводником, то поле в проводнике уже малым не будет, оно будет конечным. Дело в том, что электроны в проводе, и электроны в пластине находятся под разным потенциалом в момент соприкосновения, и это вызовет ток.
@SorokinAU
@SorokinAU 3 жыл бұрын
Большое вам спасибо, я даже не задумывался раньше об этом! Мой кругозор становится шире!
@user-hv8rh8nk9d
@user-hv8rh8nk9d 3 жыл бұрын
То есть при идеализации движения не было бы?
@user-vo1dz1rj3f
@user-vo1dz1rj3f 3 жыл бұрын
Мне кажется плюс в пластине заберёт ближайший электрон из провода и так произойдёт миллиарды раз и наконец эта электронная дырка дойдёт до минуса на другой пластине.
@Konstantin-qk6hv
@Konstantin-qk6hv 3 жыл бұрын
Интересно. Спасибо. Про диполь не задумывался
@alexandrpetrov1110
@alexandrpetrov1110 3 жыл бұрын
Спасибо!
@user-wc8su5vc7u
@user-wc8su5vc7u 3 жыл бұрын
Я думаю, что парадокс решается так: электроны проводника оталиваются от электронов на обкладке
@user-vo1dz1rj3f
@user-vo1dz1rj3f 3 жыл бұрын
И как бы провод немного негативно зарядится. А второй провод позитивно.
@user-wc8su5vc7u
@user-wc8su5vc7u 3 жыл бұрын
@@user-vo1dz1rj3f первая (нижняя) обкладка отталкивает электроны проводника, а вторая их притягивает
@user-vo1dz1rj3f
@user-vo1dz1rj3f 3 жыл бұрын
@@user-wc8su5vc7u вот и я думаю, перед замыканием проводов, уже имеется хорошая разность потенциалов на их концах
@MrBeeKN
@MrBeeKN 3 жыл бұрын
@@schetnikov _"...Оно всюду выходит их нижней обкладки, там везде минусы. И всюду входит в верхнюю обкладку, там везде плюсы...."_ "Всюду", это где, простите? Если на схеме в видео - это и между обкладками и с противоположных сторон обкладок?
@MrBeeKN
@MrBeeKN 3 жыл бұрын
@@schetnikov Друг мой, я в ужасе от вашего рисунка и нежелания понять процесс. Возьмём вашу нижнюю пластину (отрицательную). Когда вы заряжаете конденсатор, вы внешним электрическим полем загоняете на нижнюю обкладку кучу свободных электронов. Они, в свою очередь, вызывают смещение связанных электронов в диэлектрике. Количество свободных электронов на пластине и "плюсов" в диэлектрике около пластины равно после отключения. Поэтому пластина нейтральна, нет там поля. На другой пластине - с точностью наоборот. В итоге поляризован у вас диэлектрик, снаружи ничего нет (за исключением того, что вы нарисовали по краям пластин). Кстати, тогда нарисуйте, пожалуйста, магнитные поля во время зарядки / разрядки конденсатора, с учётом правильной взаимосвязи этих полей. Боюсь, у вас это не получится, с учётом того, как вы рисуете эл. поля.
@imphysics2992
@imphysics2992 3 жыл бұрын
Спасибо. Вот вам еще интерестная тема для будующих разборов: Два равных заряда одного знака находятся на неком расстоянии друг от друга. Они испытывают силу отталкивания друг от друга по закону Кулона. А если заставим теже два заряда двигаться вместе, сохраняя постоянным расстояние между ними. Тогда они становятся токами и испытывают притяжение по закону Ампера. Ведь оба заряда относительно друг друга остались неподвижными, что же заставило их притягиваться? Пример: электронные лучи в трубке не разбрасываются, хотя в них перемещаются одинаково заряженные частицы - электроны, в каждом сечении луча неподвижные относительно друг друга.
@AlexAlex-fo9gt
@AlexAlex-fo9gt 3 жыл бұрын
А как вообще эти два заряда "понимают" двигаются они или стоят?, ведь всегда можно найти инерциальные системы отсчёта в которых: в одной они будут неподвижны (в системе отсчёта движущейся вместе с этими зарядами), а в другой находящимися в движении.
@imphysics2992
@imphysics2992 2 жыл бұрын
@@AlexAlex-fo9gt Заряды то понимают. Пойми и ты.
@QScientist
@QScientist 2 жыл бұрын
Теорема Ирншоу?
@user-jp6us7iu7n
@user-jp6us7iu7n 2 жыл бұрын
Благодарю за видео скажите пожалуйста, если в диаэлектрик конденсатора ввести магнит с переменным магнитным полем, то на обкладках появится электрический ток?
@michaelpovolotskyi3295
@michaelpovolotskyi3295 3 жыл бұрын
Андрей Щетников, я вспомнил, у Вас был фильм про поле постоянного магнита вне магнита. Эти же формулы ( с телесным углом) применимы и здесь. Можно сделать еще один небольшой уход вглубь физики. Причем это очень поучительно. Это, наконец, покажет ученикам, почему долгое время люди думали, что есть магнитные заряды.
@michaelpovolotskyi3295
@michaelpovolotskyi3295 3 жыл бұрын
@@schetnikov Можно взять постоянный магнит с однородной намагниченностью, это проще, чем сверхпроводник.
@hmmm1482
@hmmm1482 3 жыл бұрын
Думаю, напряжение есть не только между пластинами, а по всей поверхности, напряжение передается как в цепочке домино.
@KOL_OK
@KOL_OK 2 жыл бұрын
Фсё смотреть будем, для продвижения канала
@Alex-xv2vw
@Alex-xv2vw 2 жыл бұрын
В реальные конденсаторах, как правило, обкладки свёрнуты в рулон, либо представляют из себя бутерброд с чередующимися слоями. В таких конструктивах поле сложнее распределено.
@samomsk55
@samomsk55 3 жыл бұрын
Насколько я понял по другой передаче: заряды находятся не на обкладках конденсатора а в диэлектрике. Поменять диэлектрик и заряды с ним уйдут... Странно всё это.
@alexanderalexandrovich5465
@alexanderalexandrovich5465 Жыл бұрын
Да, всё верно сказано
@mozg3d
@mozg3d Жыл бұрын
Ок, выходит в идеальной системе с бесконечно длинными проводами ток не пойдет? Думаю пойдет..
@alexwhite8040
@alexwhite8040 3 жыл бұрын
Скорее всего внешнее поле конденсатора здесь играет небольшую роль. Все электроны в проводнике можно рассматривать как "непрерывное полотно" поэтому эл поле не испытывает трудностей "понять" куда течёт ток. Передача энергии происходит за счёт перераспределения энергетического состояния частиц в разных частях системы. При этом направленное движение электронов является скорее побочным явлением ЭДС. И вот вопрос - если электроны откуда то убегают - то откуда они прибегают ? Ведь мы не видим ускоренного окисления и разрушения обкладок и других частей системы ))
@Uni-Coder
@Uni-Coder 2 жыл бұрын
Интересно, что будет, если пластины конденсатора сделаны из сверхпроводника.
@user-zj7ci3bs9l
@user-zj7ci3bs9l 3 жыл бұрын
Парадокс в том, что мы снимаем заряд с диэлектрика :)
@user-mk6yf4lu3p
@user-mk6yf4lu3p 3 жыл бұрын
Со всем уважением но как то это совсем плохо звучит. Откуда конденсатор( и его заряды) знают о налии канала - провода для разрядки??? Это также глупо звучит, как спросить а откуда вода знает куда течь??? Ну откуда в гидроуровне одна часть жидкости знает что на другом конце обьем воды изменился?? Ниоткуда. Любая система всегда стремится к равновесию по наименьшему сопротивлению . Конденсатор - это система где заряд накачали в одну сторону и откачали с другой. И как только появляется провод-проводник между обкладками то разность давления будет действовать и на него. И если сопротивление проводника меньше чем сопротивление диэлектрика то давление выравниваться будет по направлееию меньшего сопротивления. И как таковые заряды, конечно, не бегут с одной пластины к другой ровно также как молекуры воды с одного края гидро уровня в другой. Просто давление перераспределятся равномерно по всему обьему за счет ближайших зарядов.
@andreykuznetsov7442
@andreykuznetsov7442 3 жыл бұрын
Суть в том, что, независимо от наличия провода, на избыточные заряды, находящиеся на внешних сторонах обкладок, действует результирующая сила, направленная не к зазору, а от него
@user-mk6yf4lu3p
@user-mk6yf4lu3p 3 жыл бұрын
@@schetnikov вода это система. А откуда молекула воды знает куда течь? Откуда малекула знает о уклоне??? Конечно каждая отдельная молекула ничего не знает. Также как отдельный заряд в конденсаторе не знает о пластине или проводе который замкнут на другую пластину. Воспринимайте напряженность поля в кондесаторе также как давление в жидкости или газе.
@hmmm1482
@hmmm1482 3 жыл бұрын
Согласен, для меня это также звучало. Тут автор хотел подчеркнуть, что идеализация - не есть хорошо
@user-mk6yf4lu3p
@user-mk6yf4lu3p 3 жыл бұрын
@@schetnikov вы, кажется сами не поняли что я имел в виду и привели станный тезис про уклон. Ну конечно же вся суть движение тока воды, газа или зарядов это градиет давления системы. Я критиковал автора за обсурдность обяьснение на тему откуда заряды знают что появился провод и почему происходит разрядка. Автор ударился в какие элекрические поля на краях, некие исбыточные свободные заряды у провода..Именно это мне показлось плохим обьяснением. Я конечно же понимаю что автор пытался простыми словами нарисовать некое обьяснение но вышло плохо. Эт мое личное мнение..
@michaelpovolotskyi3295
@michaelpovolotskyi3295 3 жыл бұрын
Уважаемый Андрей Щетников, я вижу в вашем объяснении одну трудность. Увеличивая размер пластин, можно сделать поле во вне конденсатора, в его середине сколь угодно малым. Однако, провод, подсоединенный к центру пластины все равно вызовет разряд. Так одним полем вне конденсатора эффект не объяснить.
@andreykuznetsov7442
@andreykuznetsov7442 3 жыл бұрын
Рассуждаю так. Рассмотрим два конденсатора, различающиеся только площадью обкладок в n раз. Их емкости обозначим С и n*С. Если они заряжены до равной разности потенциалов между обкладками U (значит, заряды соотносятся как q и n*q), то работа по переносу малого заряда dq c обкладки на обкладку в обход зазора, совершаемая только против сил со стороны внешнего поля конденсаторов, равна для них. Следовательно, средняя тангенциальная составляющая вектора Е внешнего поля конденсатора вдоль проводника, соединяющего середины внешних сторон обкладок, одинакова. Получается, что в среднем по внешнему пути внешнее поле конденсатора не ослабевает от увеличения обкладок
@michaelpovolotskyi3295
@michaelpovolotskyi3295 3 жыл бұрын
@@andreykuznetsov7442 Мне кажется, в Вашей задаче для разных конденсаторов будет разный путь.
@andreykuznetsov7442
@andreykuznetsov7442 3 жыл бұрын
@@michaelpovolotskyi3295 Почему? Не понимаю вас. Кажется, можно намеренно сделать путь (соединяющий проводник) одинаковой формы и размера для обоих конденсаторов. Конечно, он должен быть достаточно большим, чтобы обогнуть обкладки большего конденсатора. А вообще, известно, что 1) поверхность каждой обкладки до соединения проводом является поверхностью постоянного потенциала 2) работа по переносу заряда с поверхности одной обкладки на другую не зависит от траектории и зависит только от разности потенциалов на поверхностях обкладок
@michaelpovolotskyi3295
@michaelpovolotskyi3295 3 жыл бұрын
@@andreykuznetsov7442 С 1) и 2) я, конечно, согласен. Но из равенства интегралов еще не следует равенство полей в центре обкладки. Я просто думаю, можно ли говорить, что внешнее поле будет как у одиночного конденсатора, если есть еще провод, соединяющий обкладки.
@andreykuznetsov7442
@andreykuznetsov7442 3 жыл бұрын
@@michaelpovolotskyi3295 Согласен, что не следует. Не могу пока придумать простого рассуждения, из которого было бы очевидно, как зависит поле в центре внешней стороны обкладок от их ширины. Ну, ясно, что избыточные заряды сконцентрированы на поверхностях обкладок. Ясно и то, что заряды на внешней стороне обкладки дают нулевой вклад в перпендикулярную составляющую вектора Е в любой точке этой стороны. Получается, перпендикулярная составляющая Е в центре внешней стороны обкладки складывается из полей зарядов на внутренних сторонах и краях обкладок, а так же внешней стороны другой обкладки. На этом мысль пока заканчивается. Поле конденсатора с проводником, видимо, отличается от поля одиночного конденсатора. Однако представляется интересным простой предельный случай проводника с очень высоким сопротивлением. По аналогии с пробным зарядом можно назвать это пробным проводником. Тогда, как я представляю, проводник почти не изменяет поле конденсатора.
@arthurbaraov240
@arthurbaraov240 3 жыл бұрын
Мне думается, что Андрей Кузнецов вообразил какую-то загадку на ровном месте, а уважаемый Андрей Щетников начал разгадывать несуществующую загадку и окончательно запутал слушателей. (1) В исходном состоянии, мы имеем заряженный конденсатор с обкладками, которые естественно являются проводниками, плюс провод, который тоже - извините за каламбур - является проводником. (2) Строго говоря, электрическое поле существует везде в пространстве, за исключением внутренних частей трех металлических предметов (две обкладки и провод), где электрическое поле, конечно, равно нулю. (3) Теперь мы начинаем приближать концы провода к обкладкам конденсатора. Что при этом происходит? Происходит постоянное перераспределение зарядов, как на поверхностях обкладок конденсатора, так и на всей поверхности провода - причем это происходит таким образом, чтобы поле внутри и тех и других оставалось равным нулю. Пока концы провода не коснулись обкладок конденсатора, вся поверхность каждого из трех кусков имеет свой потенциал, отличный от потенциалов двух остальных, причем потенциал каждого из этих трех кусков постепенно меняется с изменением конфигурации трех тел по мере приближения концов провода к обкладкам конденсатора (но очень незначительно, конечно). Другими словами, движение зарядов начинается задолго до того, как мы соединили обкладки конденсатора. (4) Наконец, когда концы провода достигли обкладок конденсатора, перераспределение зарядов продолжается - оно просто приобретает гораздо более динамичный характер. Важно отметить при этом, что движение электронов - как до, так и после соединения - не начинается в каком-то определенном месте: оно происходит везде и одновременно по всей поверхности каждого из трех кусков металла. Разница состоит лишь в том, что до соединения, перераспределение зарядов (которое, естественно, совершенно незначительно по интенсивности) происходит исключительно по поверхностям трех кусков, а после соединения - сложное и бурное движение электронов имеет место, как по поверхностям, так и внутри каждого куска. Почему? Потому что на этом динамическом этапе электрическое поле будет отлично от нуля везде, в том числе и внутри каждого куска. Поэтому искать, где и какие именно электроны движутся - занятие довольно пустое, ибо в момент соединения, приходят в движение все электроны (без единого исключения!) всех трех тел - причем практически одновременно. Никакого «парадокса» или неясности я здесь не вижу.
@andreykuznetsov7442
@andreykuznetsov7442 3 жыл бұрын
Видит или не видит кто-то парадокс зависит от подготовки человека. Все ясно тем, кто ничего не знает или наоборот все знает. В промежуточном состоянии возникают непонятки. Может быть, с вашей подготовкой сложно представить, но многие люди в мире до сих пор считают, что поле снаружи конденсатора почти нулевое и может не учитываться при перемещении зарядов
@arthurbaraov240
@arthurbaraov240 3 жыл бұрын
Вообще говоря, реальное понимание физики (не говоря уже о ее развитии) происходит не в результате схоластических рассуждений, а как результат делания чего-то своими руками, наблюдения того, что происходит при этом, и попытки понять, почему происходить именно так, а не иначе. Казалось бы, простая мысль, но почему-то до Галилея (с которого собственно и начинается то, что мы называем наукой) никто не мог оценить эту простую мысль по достоинству. И, по-видимому, совершенно не случайно, что очень много очень важных открытий было сделано «случайно» - искали одно, а нашли совсем другое. Человеческий мозг слишком слаб, чтобы делать серьезные открытия «схоластическим» путем (бывают, конечно, и редкие исключения - так называемые «открытия на кончике пера», но это именно исключения, а не правило). Вот почему я не пожалел своего времени, чтобы перевести два тома книги «Экспериментальные и Исторические Основы Электричества» интересного бразильского физика Андре Ассис: www.koob.ru/koch/
@RobotN001
@RobotN001 3 жыл бұрын
"Строго говоря, электрическое поле существует везде в пространстве, за исключением внутренних частей трех металлических предметов" -- в электростатике это так только потому, что заряды на\в проводнике со временем компенсируют внешнее электрическое поле в ноль. А когда уже начинается движение\эл.ток, то эта компенсация уже запаздывает на больших расстояниях из-за ненулевого электрического сопротивления например.
@vasyllizanets7954
@vasyllizanets7954 3 жыл бұрын
@@andreykuznetsov7442 Остался один вопрос. Почему не все заряды ушли на внутренние поверхности обкладок? Почему совсем небольшой заряд(но достаточный для объяснения процесса разряда) остался снаружи? Как это можно понять?
@vasyllizanets7954
@vasyllizanets7954 3 жыл бұрын
@@andreykuznetsov7442 Еще подумал о электрическом поле земли, которое могло бы объяснить разряд конденсатора без наличия у конденсатора поля снаружи?
@krylovvitkrylov3553
@krylovvitkrylov3553 3 жыл бұрын
Электроны пройдут по поверхности металла.
@HackerDrim
@HackerDrim 3 жыл бұрын
Вот те, парадокс: kzfaq.info/get/bejne/oLqJiN2rkq63mIE.html
@MrBeeKN
@MrBeeKN 3 жыл бұрын
Боже мой, как мне развидеть увиденное?! А в простом автомобильном свинцово-кислотном аккумуляторе как электроны узнают, что вы замкнули полюса? "Квази-поля" нарисуете? "Электроны почувствуют"... Я в шоке. Уровень непонимания процессов просто зашкаливает. А давайте перейдём к более простым вещам. Бутылка газировки. Когда вы её открыли, как же молекулы газа "чувствуют", что им в пузырьки надо собираться, им же крышку не видно! ;) 1. Вы что реально не понимаете, что рассматриваемый вами "уже заряженный конденсатор", это поляризованный диэлектрик, образно говоря, находящийся "под давлением"? Вы изначально подключили к нему некий источник НАПРЯЖЕНИЯ, который создал НАПРЯЖЁННОСТЬ электрического поля в материале диэлектрика. Не понятно??? Вы внешним электрическим полем сместили электроны в молекулах вещества, в котором эти электроны связаны. Чтобы вернуться в обратное положение, им нужны замкнутые пластины конденсатора. Как только вы их замкнули, из-за отсутствия внешнего источника, связанные электроны возвращаются в прежнее положение, выталкивая при этом свободные электроны по замыкающему пластины проводу. Причём само движение электронов по замыкающему проводу - процесс вторичный, являющийся следствием, а не причиной. 2. Электрические поля, как вы их рисуете вокруг конденсатора - это та ещё жесть. О рисунках пластин я вообще молчу. Какие такие "избыточные электроны на поверхности", когда вы их на нижней пластине все вверх загнали?
@MrBeeKN
@MrBeeKN 3 жыл бұрын
​@@schetnikov _"Молекулы газа чувствуют понижение давления..."_ Вы используете худший язык для физика, который только возможен. Есть ещё "молекулы стремятся", которое не намного лучше. Использование такого языка даже с детьми - худшее, что вы можете сделать для их будущего понимания физических процессов. И да, спасибо, что разъяснили, что падение давления будет носить волновой характер (я-то думал всё будет мгновенно, сарказм). Вообще-то, если без "чувств", из-за падения давления взаимодействие молекул уменьшится, что приведёт к выделению газа, энергия тоже уменьшится, что приведёт к падению температуры. _"Что касается аккумулятора, поскольку его клеммы уже заряжены положительно и отрицательно, между ними действительно имеется электрическое поле."_ Электрическое поле в аккумуляторе вызвано химическими процессами. На клеммах заряды уравновешены (с соответствующими ионами внутри). Вдумайтесь: если бы равновесие отсутствовало бы, присутствовал бы электрический ток, но его нет. _"И когда вы подносите к клеммам провод и делаете КЗ (или не КЗ, если поставили нагрузку), это поле проникнет внутрь проводника (в статике не проникало) и будет двигать электроны."_ Вы не туда смотрите. Не "это" поле, а поле внутри аккумулятора, вызванное химическим процессом. *Ионы приходят в движение, вызывая движение электронов в замкнутом вами (КЗ или с нагрузкой) аккумуляторе.* Вылейте электролит и ничего не будет. Точно так же - уберите диэлектрик и ничего не будет.
@efiron
@efiron 6 ай бұрын
Эти теории не работают, прошлый век разделенных сознаний. Нет никаких электронов и никто никуда не бежит по проводам. Школьное обучение только для одной цели - все разделить в молодых сознаниях. Физику от химии, а саму физику разделить частицы, когда это одно пространство, одна единая материя в разных ее проявлениях. Между обкладками образуются вихревые структуры, поляризуя обкладки-проводники разностью эфирного давления, что есть напряжение.
Парадокс лунной энергии
8:32
GetAClass - Физика в опытах и экспериментах
Рет қаралды 18 М.
Электрическое поле. ЭКСПЕРИМЕНТ!
6:01
Понятная физика
Рет қаралды 5 М.
1 класс vs 11 класс (неаккуратность)
01:00
КАКОЙ ВАШ ЛЮБИМЫЙ ЦВЕТ?😍 #game #shorts
00:17
Poopigirl
Рет қаралды 10 МЛН
They RUINED Everything! 😢
00:31
Carter Sharer
Рет қаралды 15 МЛН
جبر الخواطر 🥰
0:17
Y
Рет қаралды 5 М.
Электрическое поле заряженного проводника
9:36
GetAClass - Физика в опытах и экспериментах
Рет қаралды 10 М.
Почему ёмкость конденсатора увеличивается при сближении пластин?
11:05
GetAClass - Физика в опытах и экспериментах
Рет қаралды 29 М.
Что такое магнитное сопротивление?
16:19
GetAClass - Физика в опытах и экспериментах
Рет қаралды 21 М.
Урок 241. Энергия электрического поля
37:28
Павел ВИКТОР
Рет қаралды 75 М.
Где хранится заряд в конденсаторе ● 3
10:38
GetAClass - Физика в опытах и экспериментах
Рет қаралды 131 М.
1 класс vs 11 класс (неаккуратность)
01:00