[Решено] Парадокс открытого LC контура

[vouk]

....И теперь любопытно было бы повторить этот же опыт но с классическим видом кондера той же емкости (такие-же пластины , не фабричного производвства ,и не малогабаритная керамика

С классическим конденсатором будут классические результаты.

[phil311]

Случайно наткнулся на библиографию по "продольным волнам эфира" http://www.prometeus.nsc.ru/partner/zarubin/waves.ssi

Неужто можно столько понаписать про то, чего вообще нет в природе

[vouk]

1)есть два одинаковых шара, достаточно удаленных друг от друга - обозначим их A и B......
2)соединяем 2 шара через дроссель ..........
Далее, процесс повторяется с точностью до наоборот - имеем колебательный процесс.

А чем это отличается от уже использованного "резонансного метода" в опыте Тау? Вы думаете, на незатухающих колебаниях другие результаты получатся?

-- Прилагается рисунок: --

[phil311]

Воук, мне кажется, Николай просто хотел сказать, что ЧИСТО ТЕОРЕТИЧЕСКИ для создания колебательного контура и колебаний в нем "межпластинная" емкость вовсе не обязательна, вполне достаточно "уединенной" емкости двух шаров, достаточно удаленных друг от друга. В самом деле, если бы мы могли сединить эти шары какими-то невероятными "беземкостными" и "безиндуктивными" проводами, так бы оно и было.
Предлагаю Тау, Алексу, или кому бы то ни было еще, в одном из следующих опытов повернуть одну из пластин планарника на 90 градусов, чтобы свести к
минимуму межпластинную емкость. Кстати, интересно, что при этом покажет измеритель LCR, или "как себя поведет трехполюсник"?
Помните, Воук, вначале и Вы и я считали, что коли есть две пластины, то об "абсолютных емкостях" тут думать не надо? Но теперь вроде бы получается, что это не всегда так. Это так только тогда, когда относительная емкость достаточно велика....

[phil311]

Поляризация вакуума
В самом начале развития квантовой теории поля были рассчитаны такие процессы, как рассеяние электрона на электроне с обменом одним фотоном (кулоновское рассеяние) и рассеяние фотона на электроне (эффект Комптона). Эти расчеты показали, что если наряду с веществом включить в рассмотрение антивещество, т. е. принять во внимание состояния, которые отвечают отсутствующим электронам с отрицательной энергией (позитронам), то получаются однозначные результаты, хорошо согласующиеся с данными экспериментов. Однако, когда были предприняты попытки рассчитать процессы более высоких порядков (поправки к эффектам наинизшего порядка, соответствующие обменам дополнительными фотонами), очень скоро выяснилось, что получаются бесконечные по величине и, стало быть, бессмысленные результаты.
Казалось бы, эти процессы должны были давать лишь небольшие поправки к результатам расчета однофотонных взаимодействий. Процедура расчета основывалась на том, что электромагнитное взаимодействие является сравнительно слабым, и была составлена так, чтобы для двухфотонного обмена эта «слабость» фигурировала в квадрате, для трехфотонного – в кубе и т. д., так что каждый последующий процесс должен был давать вклад намного – примерно в 100 раз – меньше предыдущего. А на самом деле возникли неприятности: вклады от этих процессов с увеличением числа фотонов росли до бесконечности!
В чем тут было дело, оставалось непонятным, и физики на время оставили попытки рассчитывать множественные процессы, стали отбрасывать эти бесконечности. Этот трюк с отбрасыванием бесконечностей и учетом только тех выражений, которые имеют конечную величину, был доведен до такой виртуозности, что американский физик Роберт Сербер как-то с язвительной иронией заметил: если какая-либо величина становится бесконечно большой, то это не значит, что ею можно пренебречь.



Квантовая теория поля находилась в таком плачевном состоянии вплоть до окончания второй мировой войны, когда Фейнману, Швингеру, Томонаге и Дайсону удалось, используя идеи, предложенные Крамерсом и развитые Бете, успешно отделить конечные от бесконечных величин, появляющихся в теории. Используя этот метод, удалось, определить чрезвычайно малые радиационные поправки к таким, например, величинам, как магнитный момент электрона.
Аналогичным способом можно определить поправки и к самому закону Кулона. В квантовой теории поля этот закон вытекает из рассмотрения процесса, изображенного на рис. 2.1 и состоящего в том, что две заряженные частицы обмениваются одним фотоном. Однако в такой процесс вносит вклад и диаграмма, изображенная на рис. 2.2. Излученный фотон, прежде чем он достигнет точки 2, рождает электрон-позитронную пару в точке 3, аннигилирующую с образованием фотона в точке 4, который затем поглощается второй частицей. Возможность образования электрон-позитронных пар приводит к своего рода поляризации вакуума (подобно тому, как в присутствии внешних зарядов положительные и отрицательные заряды диэлектрика расходятся в разные стороны, в результате чего диэлектрик поляризуется), которая искажает поля, вызвавшие поляризацию. Таким образом, вакуум является не инертной пустотой, а чрезвычайно сложным состоянием, которое реагирует на присутствие зарядов и масс, изменяя их поведение. Вакуум, например, поляризуется в присутствии отрицательного заряда, экранируя его положительными зарядами, оттянутыми от других, удаленных отрицательных зарядов.
Так были получены поправки к закону Кулона, которые были подтверждены измерениями чрезвычайно слабого расщепления уровней атома водорода. Согласно релятивистской теории Дирака, уровни и у водородного атома должны обладать одинаковыми энергиями. Однако вскоре после окончания второй мировой войны У. Лэмб, используя оборудование, появившееся в связи с развитием радиолокационной техники, обнаружил, что энергии этих уровней различаются на (рис. 2.3). Это расщепление уровней, получившее название лэмбовского сдвига, пытались объяснить радиационными поправками, и именно это послужило толчком для разработки новых методов вычислений и теории перенормировок в квантовой электродинамике. Основной вклад в лэмбовский сдвиг уровней энергии дают два радиационных эффекта: 1) испускание и поглощение связанным электроном виртуальных фотонов, что приводит к изменению эффективной массы электрона и возникновению у него аномального магнитного момента (рис.2.4); 2) возможность виртуального рождения и аннигиляции в вакууме электронно-позитронных пар (т.н. поляризация вакуума рис. 2.5), что искажает кулоновский потенциал ядра на расстояниях порядка комптоновской длины волны электрона.

[phil311]

В обычном колебательном контуре (его можно назвать закрытым), почти всё магнитное поле сосредоточено внутри катушки, а электрическое внутри конденсатора. Вдали от контура электромагнитного поля практически нет. Такой контур очень слабо излучает электромагнитные волны.
Для получения электромагнитных волн Герц использовал простое устройство, называемое сейчас вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур. В его опытах ускоренное движение электрических зарядов возбуждались в двух металлических стержнях с шарами на концах (вибратор Герца).
К открытому колебательному контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины конденсатора, уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце концов, получится прямой провод. Это и есть открытый колебательный контур. Емкость и индуктивность вибратора Герца малы. Поэтому частота колебаний весьма велика.
http://www.history.ru/index.php?opti...05&story=22263

[vouk]

Баста, карапузики!
Серый Волк из мультфильма «Волк и семеро козлят»
Похоже, что форум превращается в толчение воды в ступе.. Как обычно. «Новички» в обсуждении не дают себе труда ознакомиться с тем, что уже сказано до них, наверно это объективно трудно (пока прочтешь и осмыслишь 14 страниц, выступать уже некогда будет). Те, кто «не новички», тоже часто не затрудняют себя тем, чтобы понять, что хотел сказать оппонент, а ограничиваются поверхностной критикой, а то и просто придирками. И никто не хочет как-то обобщать сказанное и делать выводы. Я попытаюсь сделать это, как я это вижу, начиная с того момента, когда я признал, что в электрической схеме можно обнаружить и даже измерить электроемкость уединенного тела, которую до сих пор считал чем-то исключительно из раздела электростатики.

Я давно замечал (наверняка не только я), что если высоковольтный провод с переменным напряжением (от катушки зажигания или строчного трансформатора) подносить к отдельному металлическому предмету, то видна искра. Чем крупнее предмет – тем «жирнее» искра. Относил это за счет «паразитной» емкости между предметом и противоположным полюсом источника. Но какое-то подозрение всегда закрадывалось: не видно никакой связи между расположением предмета и «жирностью» искры. И в то же время, от размеров предмета зависимость совершенно очевидная. Прекрасно зная о существовании электроемкости уединенного тела, мы привыкли считать, что в электрических цепях она не имеет никакого значения.
И вот Тау обратил наше внимание, что это не так. С этим пришлось согласиться, мне в этом помог тот мысленный эксперимент, который я подробно описал (при раздвигании пластин плоского конденсатора его емкость стремится не к нулю, а к вполне конкретной величине, равной половине абсолютной емкости каждой пластины). Недавно подобный мысленный эксперимент предложил и Николай, описывая резонанс из двух шаров и индуктивности. Так что предлагаю считать этот вопрос закрытым.

Теперь собственно о «парадоксе». Я это все уже писал, но постараюсь изложить более компактно.
Есть два способа измерения емкости (конечно, их больше, но я говорю о тех двух, что «столкнулись» в этом парадоксе.)
1. К двум телам, емкость между которыми измеряется, прикладывается переменное напряжение и измеряется текущий в цепи ток. Напряжение и ток однозначно определяют реактивное сопротивление на данной частоте, и , соответственно, емкость. (Похожим образом измеряет активное сопротивление обычный тестер, только на постоянном токе. Но если его укомплектовать встроенным генератором, и ток мерять переменный, то он будет измерять и емкости).
2. К одному из тел прикладывают напряжение относительно земли (корпуса прибора), а ток меряют в цепи «второе тело – земля»).
Когда мы измеряем «компактный» классический конденсатор, то оба способа эквивалентны, потому что ток в последовательной цепи везде один и тот же. Но в общем случае это не так, потому что цепь получается более сложной и ток разветвляется.
А). Паразитные емкости между каждым телом и землей по-разному сказываются на результатах измерения. В первом случае половина этой емкости добавляется к измеряемой и результат завышается. (Это отметил frend еще вначале) Во втором – в измеряемой цепи образуется емкостный делитель, и результат занижается.
В). Полное или частичное экранирование тел друг от друга заземленным экраном не влияет на результат измерения первым способом и уменьшает (вплоть до нуля) по второму.
С). У «конденсатора» с сильно разнесенными пластинами первый способ намеряет «абсолютную емкость» (половину от собственной емкости одной пластины». Про половину давно уже писал Тау и, кажется Фил), второй же способ не намеряет НИЧЕГО, так же, как и в случае полной экранировки. Потому, что тела не взаимодействуют электрически и напряжение, поданное на первое тело никак не чувствуется вторым.
Емкость, измеряемая по второму способу, известна, как ПРОХОДНАЯ. Ею характеризуют междуэлектродные емкости лампы, емкости между выводами или обмотками. У трансформатора между сетевой обмоткой и вторичными может быть экран, так что проходная емкость будет очень малой, хотя «физическая» емкость будет очень приличной.

Какое отношение имеют описанные два способа к экспериментам? Измерение при помощи индуктивности и резонанса – к первому способу. Просто в этом случае в цепь включается еще калиброванная реактивность, КОМПЕНСИРУЮЩАЯ реактивное сопротивление измеряемой емкости на данной частоте и обеспечивающая максимум тока. При этом ток измерять не нужно, но нужно зафиксировать его МАКСИМУМ. Принципиально это ничего не меняет.
Измерения при помощи описанного прибора – ко второму способу. То, что там применяется измерительный мост, принципа не меняет. Просто используется компенсационный метод: ток можно не измерять, но нужно зафиксировать его минимальное значение, т.е. баланс моста.
Т.о прибор измеряет именно ПРОХОДНУЮ емкость, а «абсолютная» к ней не относится. Проходная характеризует степень электрической связи между проводниками, если же они сильно разнесены или разделены экраном, то она отсутствует.
………
Так как эти соображения полностью согласуются с наблюдаемыми эффектами, а новых «непонятностей» Тау не предъявляет, то я считаю для себя парадокс объясненным, а тему исчерпанной. На вопросы готов ответить.

[phil311]

Создал новую тему "От планарного конденсатора - к ортогональному", в продолжение тем "Емкость планарного конденсатора" и "Парадокс открытого LC-контура". Излагаю результаты измерений двух вариантов планарного конденсатора, одного ортогонального, и кондансатора из пары проволок. Заинтересованных лиц приглашаю к обсуждению результатов. Две старые темы оказались слишком уж велики по объему. Новая тема находится в том же разделе "Электроника - это просто". Хотя история с планарным конденсатором показывает, что "электроника - это просто" лишь до тех пор, пока не начали "копать вглубь"

[phil311]

Воук, Ваши интересные рассуждения про искру от катушки зажигания напомнили мне известнейшую в кругах интересующихся этими вопросами "классику лженауки" которая называется "вилка Авраменко". Инфу нетрудно найти в поиске по ключевым словам "вилка Авраменко".
Вкратце это два диода, катод одного соединен с анодом другого. А противоположные концы диодов подключены к лампе накаливания. Точка соединения диодов подключена к одиночному (!) проводу, а к другому концу провода подключен генератор переменного напряжения. Лампа горит, энергия передается по одному проводу (!!!), Скептики говорят, что вторым проводом является "земля", хотя соединения с "землей" фактически нет, но ток-то переменный, есть паразитная емкость.... Авраменко специально для скептиков берет тончайшую проволоку из сплава с высоким удельным сопротивлением (манганин и т.п.). И передает по этой ниточке чуть ли не киловатт, а ниточка даже не греется... Впрочем, сам я этих опытов не видел, только читал в интернете. В том числе были сообщения, что там есть какая-то хитрость, ноу-хау, которое Авраменко до конца не раскрыл... То есть у него получается, а у других может и не получиться
Это все мне напоминает то, что Вы пишете про катушку зажигания. До сих пор я к опытам Авраменко относился скептически, как к "лженауке". Думал, либо все это не работает, либо работает за счет паразитных емкостей, чудес вроде не бывает.... Однако! У нас тут уединенная емкость проводника, там передача энергии по уединенному проводу.... Чем-то похоже, однако!!!

[tauP10]

Насчет выводов Воука: все систематизировано и разложено по полочкам, парадокс в интерпретации Воуком заключается исключительно в методике измерений. Я не говорю что Воук не прав. Он прав. Воук очень обстоятельно все расписал.

НО можно было сформулировать вообще-то несколько иначе: Результаты измерений и их противоречие являются следствием влияния абсолютных емкостей, не учитываемых одним из методов измерений и даже первоначальной "опорной" формулой "Воука", в которой есть ошибка , связанная с предположением что эл. поле заключено только между пластинами. В этом контексте ответ был дан Kai_BG на 2-странице "Измерения и интерпретация емкости пластин не вписываются в физическую модель функционирования" где он намекает и на формулу и на способ измерения видимо прибором. Жаль что он так лаконично выразился , обстоятельности не хватило.


Про опыты Авраменко:

Но если W2 определять по мощности тепловыделения на резисторе R2 или разряднике Р, то она окажется намного больше расчетных W' и W''

Считаю что в этом ничего удивительного нет. В лампе или резисторе выделяется/рассеивается не только мощность постоянного тока , которую меряют простейшие приборы , но и мощность переменного (достаточно высокочастотного) тока, проникающего от питающей линии L через паразитную емкость диодов (даже запертых) в уединенную емкость нагрузки и далее по цепи в "пространство" и паразитную емкость с окружающими предметами и землей в том числе. Разорванная нить накала и ее свечение - тому лишнее подтверждение.
А вообще эта тема про парадокс должна бы снять некоторую, если не всю, завесу загадочности с опытов Авраменко.

Фокус с разрывом цепи и завязанным в узет проводом - это не фокус вообще , в узле есть емкость между якобы разорванными проводами, через нее ток и течет.

А чего Авраменко парится насчет патентования я вообще не понимаю , сегодня ему все карты в руки.
в гражданском кодексе есть теперь такое положение
Статья 1295. Служебное произведение
Если работодатель в течение трех лет со дня, когда служебное произведение было предоставлено в его распоряжение, не начнет использование этого произведения, не передаст исключительное право на него другому лицу или не сообщит автору о сохранении произведения в тайне, исключительное право на служебное произведение принадлежит автору.
Его НИИ может идти лесом...Статья 1301. Ответственность за нарушение исключительного права на произведение

В случаях нарушения исключительного права на произведение автор или иной правообладатель наряду с использованием других применимых способов защиты и мер ответственности, установленных настоящим Кодексом (статьи 1250, 1252 и 1253), вправе в соответствии с пунктом 3 статьи 1252 настоящего Кодекса требовать по своему выбору от нарушителя вместо возмещения убытков выплаты компенсации:
в размере от десяти тысяч рублей до пяти миллионов рублей, определяемом по усмотрению суда;