Почему ёмкость конденсатора увеличивается при сближении пластин?
2020 ж. 7 Жел.
29 708 Рет қаралды
Обсуждаем, почему ёмкость конденсатора увеличивается при сближении пластин, и чем содержательное понимание отличается от формального.
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
www.nsu.ru/n/
Физический факультет НГУ
-Сколько эффектов переходов между кадрами делать? -Да!
Ага, классный эффект - мечта эпилептика!
Вот что написано в одной из статей по этому поводу: "чем больше расстояние между пластинами и соответственно между зарядами, тем меньшая сила их взаимного притяжения - тем слабее они удерживаются на обкладках, поэтому зарядам легче покинуть обкладки, что приводит к снижению их числа, а следовательно и уменьшению емкости накопителя электрического поля"
Респект преподавателю!!! Который сам ищет понимантя!
Электроны отталкиваются друг от друга и таким образом пытаются сбежать с пластины конденсатора обратно в сеть а близко расположенный положительный заряд своим притяжением возвращает их на место, тем самым противодействуя эффекту отталкивания и облегчая работу ЭДС, таким образом чем ближе расположен положительная пластина, тем сильнее ее благотворное влияние.
Мне кажется, что при сближении пластин сила взаимодействия между зарядами меняется. Поэтому утверждение, сделанное на 9 мин 45 сек неверно...?
Добротное
Спасибо за ваши душевные ролики.
Сравнение ЭДС в насосом это великолепно! Респект и плюс однозначно.
Может можно чуть проще? По мере зарядки конденсатора источнику напряжения становится всё труднее забрать электрон с положительной обкладки и переместить его на отрицательно заряженную обкладку, в виду накопления одноименных зарядов и отталкивания их друг от друга. Но мы можем повлиять на этот процесс приблизив обкладки друг к другу, частично скомпенсировав силы отталкивания одноимённых зарядов на обкладках путём притягивания разноименных зарядов двух обкладок. Источнику напряжения будет проще накапливать заряды на обкладках конденсатора. При отдалении обкладки всё происходит в обратном порядке, ослабевает взаимное притяжение между зарядами на двух обкладках и уменьшается компенсация отталкивающей силы, в виду чего повышается разность потенциалов. Если конечно так рассуждать верно?
Нет слов как вы просто и доходчиво умеете объяснить вещи, которые казалось бы понимал,, но по факту выходит, что было формальное знание. Спасибо вам огромное за труд. Получил наслаждение. Жду следующих открытий :)
Очень качественное и наглядное объяснение
очень правильно, нужно именно ПОНИМАТЬ а не знать, молодцы
Большое Вам спасибо!
Ещё важно помнить, что при сближении обкладок уменьшается напряжение пробоя )
Спасибо огромное!)
Браво, Профессор!!! Чисто интуитивно я это понимал и раньше, но объяснить на словах вряд-ли смог бы. Спасибо .
09:00-11:00 ну, конечно! как я сам не догадался! чем ближе обкладки тем меньше работа по переносу заряда (из-за меньшего расстояния между обкладками)! естественно ЭДС "идет" туда где меньше работа (это же понятно), ну и это, естественно, "означает" что разность потенциалов "еще не достигла" величины ЭДС и заряд продолжает перетекать с обкладки на обкладку спасибо, все стало понятно!
И тебе спасибо теперь мне стало ещё понятнее!
Собственно, всё остальное - просто вводные слова и для общего понимания
Почему Вы считаете, что при сближении пластин расстояние меняется, а сила взаимодействия не меняется? Ведь по закону Кулона сила должна увеличиваться обратно пропорционально квадрату расстояния? ... Может я где-то неправильно рассуждаю?
Ничего не понял. 🤔😨🤕
Здравствуйте. Благодарю за отличные объяснения! А что происходит с видео на 1:14 и 4:10? Если такой монтаж сделан специально, то, пожалуйста, не нужно этого больше делать. Смотрится ужасно.
@@schetnikov А мне понравилось.
Профессор интерферировал.
Вы описали с позиций потенциального поля и работы. Можно IMHO на пальцах объяснить так, что близость зарядов разного знака влияние на потенциал каждой обкладки (исходя из закона Кулона). Чем ближе обкладки, тем больше нужно зарядов для достижения тех же (пусть заданных нами) потенциалов, соответственно и разности потенциалов, следовательно ёмкость оказывается выше. Гидравлическая аналогия тоже работает: при сближении обкладок увеличивается высота (объём, ёмкость) "стакана". Правда отрицательной высоты для аналогии с зарядами противоположного знака у нас нет. Эта же "проблема" возникает при переносе схем электроники на пневмонику.
Классно и понятно)
Спасибо
Здравствуйте, у меня такой вопрос появился, у всех спрашиваю и никто не знает ответа. Представим такой мысленный эксперимент: металлическую сферу зарядили статическим зарядом, а потом эта сфера резко увеличилась в размере. Теперь рассмотрим какую-то точку в пространстве рядом со сферой. Вначале в этой точке было одно электрическое поле; потом, когда сфера увеличилась, в ней на короткое время электрическое поле как-то изменилось; а потом, наверное, вернулось в исходное состояние (так должно было произойти, потому что у сферы есть конкретные размеры и до рассматриваемой точки сначала дошла информация о приближении к ней ближней части сферы, а потом (со скоростью света) дошла инфа об отдалении дальней части сферы). Значит, должна была возникнуть электромагнитная волна. Но не понятно, как направлено магнитное поле этой волны?
4:10 когда решил попробовать понять физику
мозг раздвоился
То чувство, когда в школе конденсаторы затрагивались таким образом "они есть, но изучать их не будем"
Учиться - возвратный глагол.
@@Schaunard Сурово, да. А главное - всё объясняет. Так легко можно дойти до "сам дурак", раз не разобрался. Очень помогает общаться и верить в то, что тебе ответят. Что-то мне подсказывает, что в те времена доступ к информации был очень ограничен. Даже узнать, что почитать у учителя, который не разбирается, выглядит замкнутым кругом.
Если как можно проще попытаться объяснить школьнику, то лучше использовать формулу для энергии конденсатора: E = C*U^2/2. Чем больше ёмкость при том же напряжении, тем больше энергии можно запасти в конденсаторе. За счёт чего запасается энергия? За счёт взаимодействия, притяжения зарядов на пластинах конденсатора. Ясно, что чем ближе пластины, тем сильнее взаимодействие зарядов и возможность запасать энергию. Элементарно, Ватсон!
Спасибо!
Вспоминается недавняя серия роликов о магнитном поле цилиндрического магнита. По сути там было показано, что поле магнита тем слабее, чем меньше высота цилиндра при фиксированной плотности магнитных зарядов на торцах. Правда, это было сделано только для точек на оси цилиндра, но результат нетрудно обобщить хотя бы на качественном уровне. Этот результат справедлив и для "внешнего" поля конденсатора. Источник ЭДС, заряжая конденсатор, совершает работу по перемещению зарядов против сил со стороны этого поля. Чем поле слабее - тем легче заряжать.
тут главное не запутаться, какое именно поле мы имеем ввиду )
Я объяснял по дилетантски, не используя формул и не вдаваясь в подробности электроны там или что-то еще - просто заряды положительные и отрицательные. Человеку не обязательно было знать, что такое электрическое поле, работа заряда и т.п. Мы начинаем заряжать конденсатор: на одной пластине появляются положительные заряды, на другой отрицательные. Возьмем к примеру отрицательные: они притягиваются положительными зарядами другой пластины, но отталкивают отрицательные заряды, пытающиеся в отрицательную пластину попасть из источника напряжения. Пока силы притягивания больше отталкивания заряд идет, очередные отрицательные заряды протискиваются в пластину. Но вот притягивание и отталкивание уравновесились - заряд прекратился. А теперь сдвинем пластины поближе. Притягивание возросло, а отталкивание осталось на прежнем уровне, можно еще набрать отрицательных зарядов в отрицательную пластину. Емкость "сосуда" увеличилась. А если пластины раздвинуть - силы отталкивания становятся больше и пластина возвращает лишнюю часть заряда источнику. Емкость упала, лишние заряды не помещаются.
Прекрасное и понятное объяснение.
Женщина правильно задала вопрос. В обычном представлении чем больше объём, тем больше и ёмкость. В конденсаторе наоборот, чем ближе пластины друг к другу, тем ёмкость больше. Т.е. чем ближе пластины, тем плотность зарядов больше, сильнее взаимодействуют поля зарядов друг с другом, отсюда и ёмкость больше.
1:13 , 4:11 супер спецэффект!
Спасибо.
Сижу смотрю это за 5 минут до того как нужно защищать лабу 😂
Лайк+подписка!
Емкость конденсатора, как и ёмкость, например, бутылки. или рюмки, зависит исключительно от их конструкции, а не от того что туда наливают, недоливают, или переливают:((( Конденсатор -- это бутылка. или рюмка, в которую наливают энергию:(((. Можно её туда недолить. можно перелить, может она иногда и лопнуть от наполнения, -- в общем, бутылка, она и есть бутылка:(((. Ну. а "наливаемая" в конденсатор энергия находится приблизительно в объёме между обкладками плоского конденсатора. Этот объём является, в общем-то. константой, и характеристикой для данного конденсатора. Если мы увеличим площадь пластин. мы увеличим возможность конденсатора накапливать энергию некоторой плотности внутри него. Ну, а сближение пластин конденсатора, позволит создавать большую объёмную плотность энергии внутри поля в нём за счёт увеличения за этот счёт напряжённости поля внутри него. Ситуация тут похожа на следующую: Чем больше тара. тем большим количеством жидкости мы можем её наполнить. Но, если жидкость лёгкая стенки тары выдержат. а если, скажем, вместо спирта налить ртуть, то масса налитого вызовет такое давление на стенки ёмкости, что она разрушится. Массы жидкостей в обеих случаях будут разные. хотя объёмы, т.е. емкость будет одинакова В общем. путаница в головах происходит из-за того, как если бы мы, в примере с жидкостями, отождествляли массу жидкости, с её объёмом. Увеличивая объём тары для "электрической жидкости" мы увеличиваем площадь пластин. а уменьшая расстояние между пластинами мы увеличиваем, по сути, плотность "электрической жидкости". Но и в том, и в другом случае энергия (масса), которую может накопить наша ёмкость, зависит не только от свойства тары, но и от свойств наполняющей её "электрической жидкости", т.е. её плотности, на которую форма тары способна влиять известным образом. Так, например, уменьшая объём газа в сосуде в форме прямоугольного параллелепипеда, уменьшая его высоту, но оставляя площади оснований неизменными, мы не изменим возможность его накапливать определённую массу газа. если он там будет находиться под большим давлением. Тут, если припомнить газовые законы, как раз и выплывет решение данной надуманной проблемы. В общем, поразмышляйте на эту тему -- будет интересно познакомиться:(((.
Чем меньше емкость конденсатора, тем труднее впихнуть в него заданный заряд. Вывод таков - у двух одинаково заряженных конденсаторов, запасенная энергия меньше у конденсатора с большей емкостью. Так как пластины притягиваются друг к другу, то при сближении пластин совершается положительная работа и, следовательно, энергия конденсатора уменьшается. Тогда из указанного вывода следует, что при сближении пластин емкость конденсатора возрастает.
Доброго! Видел несколько роликов, и сам проводил такие эксперименты: разборный конденсатор, где между двумя медными обкладками лежит стекло, заряжается от машины Вимшурста, проверяем разрядником заряд, заряжаем заново и разбираем(аккуратно)конденсатор. Отдельно обе пластины и стекло. И вот вопрос: на пластинах нет заряда вообще. Берём две другие пластины и собираем на как бы заряженом стекле конденсатор, при проверке разрянником видим разряд. Пробовал по-разному, менял стекло и обкладки, оставлял стекло на двое суток и после сборки опять разряд. Получается стекло накапливает заряд, а медь только в роли проводника? Неумею прикреплять ссылки на видео. Но если в ютубе набрать 'разборный конденсатор ' можно найти видео этого эксперимента. Можете объяснить? С.ув.
Проще! Пусть одна обкладка в Москве а другая в Питере - по-моему любому очевидно что емкость такой бодяги равна нулю. А когда пластины рядом то емкость конечная величина.
А ещё можно так: на верхней обкладки плюсы притягиваются к минусам нижней обкладки, чем ближе пластины тем сильнее притягиваются. Отсюда уже можно по разному интерпретировать или что теперь плюсов больше может попасть сверху или что оставшимся плюсам на нижней обкладке стало неуютно из-за такого близкого соседства с верхними плюсами и они вынуждены удалиться, а куда выбор не велик, остаётся только один путь... История с минусами конечно аналогичная.
Действительно, разноименные заряды на обкладках притягиваются, обкладки тоже притягиваются... Но как тогда по-простому объяснить, что при соединении обкладок проводом в обход зазора заряды из обкладок все-таки расходятся в противоположные стороны?
@@andreykuznetsov7442 Они очень хотят сблизиться, но им не даёт диэлектрик, а когда их замыкают они получают альтернативный путь. Там им энергии меньше надо потратить чтобы объединиться.
@@Sasha_Kali Хорошо, но все же здесь есть кажущееся противоречие - сила действует на заряды в обкладках в направлении к зазору, а не от зазора. Как заряды потекут в провод против этой силы?
@@andreykuznetsov7442 Электрическое поле расходится во все стороны от заряда в вакууме симметрично и равномерно, а при наличии окружающих зарядов складывается либо вычитается по принципу суперпозиции. Интуитивно тяжеловато сначало понять, но это наблюдаемые эффекты. Приходится пользоваться этими теориями. Хотя чем глубже в суть вещей, тем непостижимее оказывается реальность. В сказках такого нет, что твориться вокруг...
да вы гении ! действительно ! токоподводы к такому конденсатору будут испытывать некоторую электростатическую индукцию , и чтобы заряды вытекали в противоположном направлении от зазора , им нужно преодолеть некоторый потенциальный барьер ! интересно, проявляется ли этот эффект в реальных конденсаторах на высокое напряжение, заряженных высоким напряжением с измерением при малых сигналах ? по идее в ламповой радио-технике эти эффекты могут сказаться, скажем на добротность LC контура в цепи анода.....
Мне кажется, что к конденсатору применяют бытовую аналогию, которая сбивает с толку. "Чем больше расстояние между дном и крышкой, тем больше емкость кастрюли". А у конденсатора иначе: "чем больше заряда можно в него запихнуть при заданном напряжении - тем больше емкость." Планируете ли Вы ролики по уравнениям Максвелла (а может они уже есть)? Чем больше над ними размышляешь тем больше удивляешься.
Вы понимаете уравнения Максвелла??? Жесть...
5:14 Для условий, которые Вы оговорили (т.е. заряд не меняется) правильным будет утверждение - чем меньше d, тем МЕНЬШЕ U! Тем, кому Ваши объяснения адресованы, такие оговорки уверенности не добавляют. "Щательнее надо товарищи!" :-) Мне кажется, что главная проблема Вашей зрительницы в отсутствии формального понимания Емкости, как электрической характеристики (иначе заданный ею вопрос скорее всего у неё просто не возник бы). Исходя из принципа, что лечить нужно болезнь, а не симптомы, думаю следовало бы сосредоточиться именно на объяснении понятия Емкость.
При сближение пластин , напряжённость электрического поля выше . Потому и ёмкость увеличивается .
Проще всего провести аналогию с гидродинамикой -- обычно она оказывается очень близкой по сути. В данном случае имеем насос и две трубы, разделенных резиновой мембраной. Что есть емкость конденсатора -- это накопление энергии, возврат которой идет при замыкании цепи (т.е. труб). Насос выкачивает воду из одной трубы и закачивает в другую, мембрана оттягивается и старается выпрямиться обратно. Если переусердствовать, мембрана может порваться и вода потечет напрямую (это будет пробой). Понятно, что чем тоньше мембрана (расстояние между обкладками), тем дальше она может оттянуться и запасти больше энергии. Но тем и проще может наступить пробой. С этим можно работать -- поменять материал мембраны, увеличить площадь и т.д. Аналогия очень близкая.
При раздвигании пластин конденсатора электроны начинают собираться последовательно друг за другом в цепочки поэтому напряжение на кондесаторе начинает расти, а площадь занимаемая электронами на пластинах уменьшается, соответственно уменьшается емкость конденсатора.
Здравствуйте, спасибо за ваши видео. Увеличение электроемкости при уменьшении расстояния, т. е. способности двух проводников накапливать заряд, я своим ученикам объясняю так: заряды одного знака отталкиваются друг от друга, что же может удерживать их на пластинах? Видимо электрическая сила действующая между зарядами разного знака на разных пластинах! И эта сила тем больше, чем меньше расстояние между пластинами. Это и становится причиной того, что при меньшем расстоянии между пластинами , можно накопить больший электрический заряд.
Не понял, так сила между зарядами разных знаков наоборот стремится произвести пробой конденсатора..
@@AndersenMozart это естественно, что и происходит при больших напряжениях
@@user-ty8qh7nx4n но Вы то говорите, что сила удерживает на пластинах..))
@@AndersenMozart я так понимаю,если физики не знаете, то учите азы, а потом задавайте вопросы. А если прикидываетесь, то вообще нам не о чем говорить.
@@user-ty8qh7nx4n ну, наверное, да) если сила притяжения удерживает от сближения, то говорить дальше не о чем..
Я удивлён.Ответ "Вот же формула". А разве можно физику процесса объяснять через формулу?
Если хотите жить в термоядерного держав, то давайте жить с пониманием системной физики. Физика должна стать единой и нас объеденить!!!
Надо понимать! Но заряды это условность... Есть "клей вселенной" магнитные частицы , есть магнитное поле, есть силовые линии! А давайте проверим на опыте как себя будут вести между обкладками конденсатора металлические стружки при перемещении обкладок (только чтоб не замкнуло!)
Совет, что бы это понять думайте о минусах и плюсах как о магнитиках которые хотят к друг другу (мне помогло)
Заряды ближе --> больше притягиваются --> больше энергии взаимодействия между ними --> энергия получается хранится в некотором объеме? --> назовем ее емкостью и будем считать, ее как количество заряда на напряжение между ними. Тогда вопрос, что такое напряжение? Это разность потенциалов. Что такое разность потенциалов? Это количество энергии необходимое для перемещения одного заряда. Как посчитать это количество энергии? Как работу, которое совершает поле, при перемещении зарядов. Как посчитать работу? Как путь, умноженный на силу, которая непосредственно перемещала этот заряд. Как получить силу? Из закона Кулона, который выводится эмпирически. В конечном итоге получаем такую формулировку: общий заряд, деленный на энергию, необходимую для перемещения ОДНОГО заряда. Логично, что в таком случае мы получим некую "емкостную" характеристику всей системы.
@@schetnikov Я еще не настолько преисполнился. Раз уж вы ответили, может запишите пару видео про явления переноса. К примеру, у меня ситуация, обратная к тому, что описана в видео. На лекции преподаватель сказал, что теплопроводность газа не зависит от концентрации. И вроде все понятно, с уменьшением концентрации, увеличивается пробег молекулы, но я нигде не могу найти вывод этой "независимости".
У Вас "промелькнул" правильный ответ, что энергия переноса электрона в электрическом поле конденсатора сохраняется при изменении расстояния между пластинами. А если рассмотреть уже заряженный конденсатор без источника ЭДС, то как тогда Вы бы объяснили изменение плотности зарядов на поверхности пластин при изменении расстояния?
Здравствуйте. У меня высшее электротехническое образование, но смотреть интересно. Раньше, когда читал статьи по своей специальности, было понятно, что автор плохо понимает то, о чём пишет. Жду видео о работе дросселя.
А как же тот факт, что заряд конденсатора находится не на обкладках, а на диэлектрике? Похоже надо физику пересматривать.
Если быть точнее, то в толще диэлектрика, при заряде диэлектрик поляризуется
Было бы интересно послушать объяснение принципа действия электрофорной машины. Насколько я понимаю это связанные темы.
Хорошая интерпретация, но на самом деле, все происходит на много сложнее (см. квантовая электродинамика). Для школьников так: "Если разбить все заряды по скомпенсированным парам +/-. Тогда на "входящий" электрон, действуют 3 силы, FЭДС + Sum(Притяжение -Отталкивание ) от каждой пары. Причем для каждой пары и входящего электрона, можно нарисовать треугольник, где силы будут обратно пропорциональны гипотенузе и катету. Причем при уменьшении расстояния между обкладками результирующая сила на "входящий" электрон уменьшается. Чуть правильнее вывести формулу емкости заряда конденсатора через интегрирование всех сил по поверхности, и потом интегрируя по времени.
так что, если зарядить конденсатор, отключить от источника напряжения, уменьшить расстояние между пластинами в N-раз, то и напряжение на нём само собой offline вырастет? или просто повысится возможность закачать больше энергии в следующий раз? тогда если развести пластины... куда пропадёт (утечёт) запасённая энергия?
уменьшить расстояние -> напряжение упадёт. и ещё к тому же повысится возможность закачать больше заряда в следующий раз.
Ты плохо смотрел и слушал ролик!!!
Круууууууть
Задавать вопросы мало. На них надо отвечать. Но есть куча вопросов, довольно элементарных, на которые мы сами себе не отвечаем. Иногда просто не хочется знать ответ. Даже так бывает. И как ни странно со всеми :) Я немного исследую людей... ненавязчиво... и вот был один вопрос, который интересовал людей лет эдак в 16. Когда они узнали немного про половое воспитание. Вопрос звучал так "получился-ли ты вследствие обдуманного процесса или случайно, или вообще ты приемный". Никто не хотел отвечать сам себе на этот вопрос. Казалось-бы... :) Но в основном проще всего ответить "я не знаю". Мы не любим напрягать мозг понапрасну. Либо должен быть интерес это узнать - либо всегда найдется отмазка чтобы этого не узнавать. ================ Есть такой термин в работе айтишника: "выгорание". Мне он не нравится, он не правильный но не об этом. Это самое "выгорание" характеризуется отсутствием интереса к работе. Я решительно утверждаю что без интереса ты очень быстро перестанешь быть востребованным айтишником. Отрасль развивается очень быстро и учиться нужно постоянно. Вечная школа. Если тебе это не нравится - ты просто не будешь отвечать на вопросы "как это работает ?". Вопросы эти будут безусловно. Когда тебе дадут задание - надо его сделать. Вопрос "как это сделать" наличествовать будет. Но ты предпочтешь ответить "я не знаю, отвалите от меня". Потому что тебе не интересно. И никакие деньги не заставят тебя его решить. Ну ладно... первое время может и заставят. Но этому есть предел. Мозг очень не любит заниматься "бесполезными" с его точки зрения вещами. UPD: было время когда я "выгорал" и исправил это. Но лет 5 выгорания - это был чистый ад. Невозможно работать. В конце-концов что есть проблемы ? Проблемы есть только у тех, у кого есть мозг. У камня нет проблем, это бессмысленно. Проблемы приносит мозг. Соответственно его насильственное использование вопреки его предпочтениям - это мягко говоря плохо. А вообще говоря лучше быть грузчиком, тихо - мирно бухать себе в свое удовольствие и жить в сарае - чем насильно страдать каждый божий день от нежелания запихивать в себя новую дозу данных.
Интересно. В школе бы так растолковывали.
Смотря что за школа. Бывают и ученики дебилы при хороших учителях.
В обычной школе таких подробностей не нужно. На эту тему отводится 1 урок+1 урок решение задач. Такое пояснение - трата драгоценного времени. Но дополнительно интересующимся очень рекомендовать можно
@@user-kx1qt3qq9u А почему Вы думаете, что целый урок задачки решать (фактически, в обычной школе это значит числа в формулы подставлять) - это не есть трата драгоценного времени?
@@michaelpovolotskyi3295 Сразу видно вы далеки от современной школы:)
@@user-kx1qt3qq9u Да, далек. А в чем я неправ? (Если Вам проще, можете писать по-украински)
Вопрос в том, как объяснить ученикам без формул, чтоб был понятен сам принцип? Так тут всё просто. Чем ближе расположены обкладки конденсатора, тем сильнее они друг на друга воздействуют. Избыточное колличество электронов на отрицательной обкладке выталкивает электроны с положительной обкладки.
Мне всегда казалось, что кулоновские силы аналогичны действию закона всемирного тяготения: Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Явление самоиндукции аналогично проявлению инерции тел в механики итд
А можно банальнее объяснить. Электромагнитным полем. Минусы от друг друга отталкивается , что препятствует заряду. Но в это же время скапливаются плюсы по другую сторону деилектрика, которые притягивают эти минусы . Чем больше притяжение тем больше разность потенциала. Или чем лучше диэлектрик пронизывает электромагнитное поле тем выше разность потенциала
3:17 в числителе) оговорочка
В прежнем ролике были ошибки в формула, там это было ошибочно в знаменателе. У хороших учителей тоже бывают ошибки. Это не страшно. Errare humanum est.
Вы же говорили, что конденсатор заряжает диэлектрик между пластинами, а не сами пластины?
А если все таки попробовать объяснить через математику, то понятно что при очень больших d не будет никакого конденсатора как единой системы значит и не будет ёмкости, не где будет хранить заряд.
Заряд можно хранить и на одной обкладке.
Можно еще разобрать этот влпрос "на пальцах"? , с формулами непонятно всёже. Опыт какойто можно показать. Ато непойму. Диэлектрик накапливает заряд, а если его меньше по толщине, то почему эффективность передачи и накопления заряда больше?
УВ . Андрей , здравствуй . Плотность электронов на обкладках , при зарядке на полную катушку , всегда будет одинакова , увеличиваем мы расстояние или уменьшаем между ними . А , значит и раз ница потенциала будет одна и та же . Я , правильно мыслю или нет ?
@@schetnikov Спасибо . Теперь , я должен понять , что такое напряжённость .
@@schetnikov Вот ни ждал такого внимания . Живи хороший человек долго и счастливо . Значит , напряжённость поля и электрическое поле , одно и тоже?
@@schetnikov И ,если можно, ещё вопрос . Железо имеет 26 протонов , 26 электронов ,30 нейтронов ( атом ) . Если зарядить это железо , то как понимать выражение : - заряженные частицы .( относительно этого железа Это где и что за заряженные частицы. Ведь , если на орбиту атома попадет ещё один электрон , то это уже ни железо ?
Есть вопрос, на который я так и не нашел ответ. Буду крайне признателен, если автор сможет ролика мне помочь. Суть такова: есть плоский конденсатор, состоящий из двух металлических пластин, между которыми размещен плоский лист проводника (медный лист, например). То есть фактически это два последовательных конденсатора. Зазоры между пластинами и листом металла d, толщина листа D. На пластины подают напряжение U1, в результате чего на пластинах скапливается заряд q, и в зазорах напряженность электрического поля E. Источник напряжения отсоединили. В конденсаторе содержится энергия W=qU/2. Силы, действующие на лист металла со стороны электрического поля, уравновешены в направлении пластин. Электрического поля внутри листа нет. Начнем выдвигать лист металла из промежутка между пластинами. Поскольку движется лист в направлении, перпендикулярном направлению вектора напряженности поля между пластинами, работа против сил электрического поля в данном случае не совершается. А вот если пластины больше нет, мы получаем один плоский конденсатор. Заряд тот же, напряженность поля E не изменилась. А вот разность потенциалов у него увеличилась, поскольку она пропорциональна расстоянию между пластинами. Мы как-бы раздвинули пластины на расстояние, которое равно толщине листа, но при этом работа против сил электрического поля совершена не была. Энергия такой системы, соответственно, увеличилась. W1=qU1/2 = qEd. W2 =qE(2d+D)/2 = W1+ qED/2 > W1. Откуда взялась энергия qED/2? Или в данном случае нужно учитывать краевые эффекты?
Отличный вопрос! В таком рассуждении действительно нельзя пренебрегать краевыми эффектами, вы совершенно правы.
04:45 Мы зарядили пластины? А если между пластинами твердый диэлектрик? И я этот диэлектрик отнес в другую комнату, а пластины оставлю вам для опытов. Хотел бы я посмотреть какой заряд остался у вас на пластинах. А в другой комнате я возьму другие две пластины и украду ваш заряд. Через два дня на этом же канале вы выкладываете видео в котором говорите, что заряд не в пластинах, а здесь вы заряжаете пластины?
Во первых - заряд на обкладках конденсатора не хранится он хранится в "теле" диэлектрика расположенного между обкладками (!) и по этой простой причине, не меняя площади обкладок но меняя состав диэлектрика можно изменить ёмкость конденсатора в сотни и тысячи раз ! Можно построить простой опыт взять всего три элемента - твёрдый диэлектрик и два комплекта плоских пластин. Один комплект закоротить и убрать в сторону, а с помощью другого "зарядить" диэлектрик. Затем снять пластины с помощью которых заряжался диэлектрик и вместо них поставить те что были отложены в сторону и заряд на этом импровизированном конденсаторе будет присутствовать и на новых пластинах, а вот на старых его не будет. А теперь во вторых - я так думаю, что на вопрос этой учительницы (на данный момент времени) ни кто не сможет ответить уже по той лишь простой причине, что ни кто не знает - Что такое электричество?! Учительница спросила у Вас не о математическом описании явления как такового а о природе самого явления - о том какие процессы могут протекать в "теле" диэлектрика вызывая вот такую зависимость с ёмкостью конденсатора?! К стати говоря я могу продолжить сами вопросы , например - Что определяет скорость распространения электромагнитной волны в вакууме и в проводнике и почему эти скорости одинаковы????
,, Во первых - заряд на обкладках конденсатора не хранится он хранится в "теле" диэлектрика расположенного между обкладками...,, Да-а-а !!! А как-же вот это- Опыт по физике. Электроемкость плоского конденсатора. kzhead.info/sun/fbeeYpayiHegn6M/bejne.html
Здравствуйте! Извините пожалуйста за вторжение , но разве заряды переходят с обкладки на обкладку а не просто перемещаются с внешней стороны обкладки на внутреннюю и наоборот ,это бы легко объяснило что при назначении обкладок взаимодействующие меж собой заряды ослабевало и увеличивались с пластин на провода?
Плотность заряда на внешних сторонах обкладок очень мала, поскольку там мало и выходящее из обкладок электрическое поле (и наоборот тоже можно сказать). Практически весь заряд в конденсаторе находится на внутренней стороне обкладок. В модели плоского конденсатора, у которого расстояние между обкладками много меньше размера самих обкладок, считают для простоты, что весь заряд находится на внутренней стороне обкладок. Поэтому заряд при зарядке конденсатора перетекает с обкладки на обкладку (электроны уходят с той обкладки, которая заряжается положительно, и приходят на ту, которая заряжается отрицательно).
Я всё равно не понял ответ на исходный вопрос. Нет объяснения физики явления - что происходит с самими зарядами? Может быть, при сближении обкладок конденсатора поля в "материале" в большей степени компенсированы разноименными зарядами, чем в отдалении? Можно ли тут рассматривать силу механического взаимодействия между разноименными зарядами?
Вот так вот почти во всём, мы наблюдаем явления, пользуемся ими и не понимаем как откуда почему. Знаем, что тела притягиваются гравитационно а почему и чем это притяжение обеспечивается нет, какой процесс взаимодействия между массой и пространством тоже не ясно. Откуда у массы инерция? Как и чем передаёт пространство электромагнитные излучения, электрические, магнитные и гравитационные поля из чего состоят, из ни чего, из пустоты?
Я ученик девятого класса. В восьмом классе у нас было всего лишь две темы про конденсаторы, но я понял!
Мне кажется, надо было начать с напоминания того что такое электрическое поле: сила, действ. на заряд. Это сразу придает механическую наглядность электрической загадочности. А ученики часто игнорируют определения или не умеют их применять даже зазубрив.
Пластинчатый воздушный конденсатор из старых советских радиоприëмников доступная для наглядности модель для таких процессов?
1:14 эпилепсикиуходите
будет ли возникать рязряд между нейтрально заряженным обьектом и отрицательно заряженным ? ведь электроны должны будут двигаться и к нейтральному обьекту , чтобы равномерно распределиться по общей сумме поверхностей ?
Да, если потенциал нейтрально заряженного ниже, чем потенциал отрицательно заряженного. Всякое перетекание зарядов в электростатике идёт в направлении выравнивания потенциалов.
Может ответ такой: - если считать заряды "силой" которая действует на другие заряды, на другой пластине, то мы знаем что с расстоянием эта сила уменьшается. При сближении пластин расстояние между зарядами уменьшается и увеличивается сила их взаимодействия. Ну а возросшая сила это возросшая энергия, это возросшая ёмкость.....
На 5:15 Вы говорите, чем меньше d, тем больше U. Вроде должно быть так - чем меньше d (расстояние между обкладками), тем U (меньше напряжение). Так?
d прямопропорциональна U. Точка.
@@user-jr6ue7rk9p Неужели столько комментариев, и никто не обратил внимание на эту грубейшую ошибку?
Предлагаю Андрею Щетникову обратить внимание на данный комментарий и внести корректировку в видео. Все-таки серьезное противоречие. Спасибо.
А если пластину двигать не вертикально, а горизонтально? Интересно что будет в этом случае.
Молодцы, Чётко!
Насколько я понимаю эти формулы и обьяснения действительны только для конденсаторов с воздушным зазором, а могли бы вы обьяснить что происходит с конденсатора и где есть изолятор? Благодарю заранее.
Самое главное чтобы d было максимально близким к ~ 0, а на ноль делить нельзя, тогда придется эффект Казимира рассматривать. Шутка.
А можно такой же ролик про импульс, а то мы в школе тоже просто нам формулы дали а толком понимание не объяснили.
@@schetnikov Вчера на уроке, нам сказали что будем разбирать импульс, дали формулы, показали как они выводятся, учитель сказал что есть одна формула, и мы начали решать подряд задачи. Ни определения, ни понимания ОТКУДА ОН БЕРЕТСЯ для нужен и как полезен, ни практического применения остались не понятным. Заранее спасибо!
Потенциал принято понимать как аналог высоты, чем больше зарядов, тем выше потенциал, и заряды "скатываются" с горки или "вкатываются" в горку, предлагаю ещё один аналог - пружинка - каждый следующий заряд сложнее перенести на обкладку, так как обкладка как пружинка, взводится, тем сильнее, чем больше зарядов. Аналог с потенциальной энергией прудины.
Добрый день. Я может чего-то не понимаю, но на 9 мин 45 сек Вы говорите, что при сближении пластин сила не меняется. Но, насколько я понимаю, сила зависит от квадрата расстояния между пластинами. Если менять расстояние, то и сила тоже поменяется... ?
Ёмкость можно представить как плотность зарядов внутри конденсатора
Если источник питания переносит заряды, то мы можем взять 2 100 тонных куска металла, присоединить их к источнику питания и подождать пару дней, потом мы их соединим и ... да.. ничего не произойдет) что-то не сходится)
Что то гипотеза электронной и дырочной проводимости мне кажется несостоятельной. Простой эксперимент: источник постоянного тока, берем + электрод и измеряем напряжение между ним и Землей. И видим кукишь. Известно, что потенциал Земли -. Почему тогда нет напряжения? Я думаю все дело в поляризации молекул и атомов (доменов). Как такового движения электронов не происходит и заряд не копится.
Но ведь чем меньше расстояние тем выше вероятность пробоя конденсатора? Получается есть предел для изменения расстояния?
Да, но надо понимать что этот предел зависит не только от расстояния, но и от самого диэлектрика (например воздуха или пластика). Также есть и другие параметры, влияющие на этот показатель.
и добавлю, что и напряжение разное бывает ) можно назначить ограничение на максимальное напряжение на конденсаторе, чтобы не пробило )
Ну я бы ещё добавил бы в объяснение концепцию взаимодействия частиц из обкладок и их энергию связи. В том смысле, что приближая пластины всё ближе и ближе, мы увеличиваем глубину потенциальной ямы, в которой могут находиться заряженные пластины, тем самым облегчаем работу электронного насоса. Разумеется сближение пластин в процессе также увеличивает энергию связи , и работа по сближению разноимённо заряженных пластин будет отрицательна (т.е. можно извлечь энергию из этого дела)
Занудно отмечу, что сближение пластин (и вообще притягивающихся объектов) уменьшает энергию их связи
@@andreykuznetsov7442 , каков у вас её знак ?
@@RobotN001 отрицательный
@@RobotN001 имеется в виду, что энергия взаимодействия бесконечно далеких зарядов равна нулю (это общепринятая условность), а при сближении отрицательного и положительного заряда энергия их связи уменьшается, стремясь в пределе к минус бесконечности
@@andreykuznetsov7442 . значит энергия взаимодействия = -энергия связи. тут в термине уже заложен знак.
Большое спасибо! Многое узнал. Получается можно на конденсаторе сделать трансформатор.
И да и нет. Все-таки для изменения расстояния необходима механическая сила. Но на самом деле всевозможные пьезоэлектрические преобразователи именно так и работают, если выбрать материал(ы), которые под действием заряда будут изменять свои физически размеры и/или обратно - все очень хорошо получится, можно считать это трансформатором, если угодно. На практике чаще применяются как резонансные устройства (всевозможные полосовые фильтры), но ничего не мешает и типа трансформатор так замутить, КПД наверн не очень, поэтому в таком применении не используют.
@@and1488ify Поставить маятник затрат меньше будет.
@@vic7871 это уже резонансное устройство. Я потому и написал "и да и нет" - реализовать можно, но практически оно такой себе трансформатор, скорее резонатор. Зачем изобретать велосипед - кварцевый резонатор и кварцевые полосовые фильтры по своей сути и есть такой конденсорматор. Но, повторюсь, применяются они именно как резонансные. По своей сути маятник и есть, со своей частотой колебаний, которую да, можно накачивать попадая в резонанс и где-то с другой стороны снимать. Никаких произвольных колебаний иначе КПД стремится вникуда - именно поэтому такие штуки очень хорошие полосовые фильтры.
@@and1488ify Спасибо! Буду думать.
@@and1488ify , вот такое устройство в железе. На плате видно прямоугольник с несколькими выводами photos.app.goo.gl/5KjrEnfdCc4ceVd19 Это устройство высоковольтный преобразователь для питания лампы CCFL. Напряжение питания лампы в момент поджига около 700В. Лампа CCFL применялась для подсветки в матрицах ноутбуков предыдущих поколений, сейчас делают светодиодную подсветку
нужно было скать про Напряжённость поля, которое подобно плотности ... при большом объёме и малом количестве материи становиться меньше!!!
Я все равно не понял из этого объяснения 😆 У меня есть своё некоторое понимание, но я не уверен, что оно правильное.
Да, закон сохранения энергии выполнятся, конечно, и кол-во запасенной энергии из-за изменения расстояния между обкладками у конденсатора не меняется. Иначе говоря W=q^2/2C не зависит от расстояния между обкладками, а зависит до какой степени его смогли зарядить
Как это не зависит? Если конденсатор отсоединен от батареи и пластины раздвигают, то энергия эл. поля в конденсаторе повысится за счет работы внешних сил, раздвигающих пластины.
@@Schaunard Напряжение и напряженность вырастут, мощность конденсатора при разрядке замыканием не изменится. Общей энергии в конденсаторе больше не стало, просто у него теперь напряжение повышенное и он на большей скорости заряд отдает (а заряда самого стало меньше на поверхности), а поле электрическое сильнее, конечно, из-за увеличения расстояния между обкладками. В общем, если ваттметр подсоединить, то одинаково будет ватт, что с раздвинутыми обкладками, что со сдвинутыми. Когда обкладки раздвинули электрическое поле выросло => а емкость 'C' упала. А когда переменным электрическом полем зажигают неоновую лампочку, то, конечно, за счет механической работы туда/сюда лампочку неонку зажигают => идеальный конденсатор при этом совсем бы не разряжался
@@ParsleyRF все понятно с вами
@@Schaunard Вы хотите сказать, что энергии в конденсаторе из-за увеличения расстояния между обкладками стало больше?
@@ParsleyRF при отключён ной батарее именно так
Если убрать эдс и начать сводить разводить пластины появится эдс?
Что происходит в воздушном конденсаторе, если его зарядить, а потом подуть между обкладками?
Если Вы считаете, что Ваше объяснение все понятно, то нет, это не так. Какая еще палочка двигающая заряд? Объяснение должно быть таким, чтобы понял и ребенок. Тогда объяснение верное. В природе все логично и последовательно.
А как же экспериментально объяснить? У вас есть возможность? Как говорится УВИДЕТЬ СВОИМИ ГЛАЗАМИ)))
Формулы емкости выведены на основании опытов, а не понимания прцессов. Похоже, что понимание прцессов чисто теоретически обосновано.
При заряде конденсатора ток течёт только по проводникам заражая пластины одну отрицательным зарядом вторую положительным,нужно понять что между пластинами ток не течет.
Или течёт?но очень маленький😀
@@user-qi9cf4fv8p если между пластинами течет ток даже очень маленький значит конденсатор мертвый