Keso ned 5.12.2021 17:18

Ako je prijenos energije oko vodiča, onda nije svejedno što je oko njega. Ako možemo skrenuti magnetno pilje za pravi kut, recimo permanentnim magnetom, prekinuli bi dovod energije bez da taknemo vodič (da ne spominjemo zavojnice, transformatore, i bežično punjenje).
Autor je u najmanju ruku bio inspiriran Veritasiumovim videom, ali mislim da je tekst odlično odrađen i dobro ga je kontemplirati.

LudaRajcica ned 5.12.2021 17:59
digitall kaže...

Zanimljivo da mi Youtube zadnjih par tjedana stalno izbacuje videa na točno ovu temu... Vjerojatno i autoru članka pa ga ja odlučio učlančiti :)

 Vec je dulje vrijeme tako... prvo krene neka tema na youtube "znanstvenim" kanalima a onda se prelije na bug.hr :D

Ocito autori prate teme koje prate i citatelji, pa se sve poklapa...

Sevdalija ned 5.12.2021 19:09

Yep, ovo se ucilo na ETF-u, predmet Teorija Elektro-Magnetnih Polja, kod pokojnog rahmetli profesora Ejupa Hota.
Radi se o elektro-magnetnom procesu, a tacna definicija je komplikovana za zapamtiti.

Napon i struja su pomocne funkcije koje sluze za opisivanje tog procesa, a provodnici dodju samo kao usmjerivaci.

 

Visak ned 5.12.2021 19:51
Ajar kaže...

fino pojednostavljen veritasium 

 

https://www.youtube.com/watch?v=bHIhgxav9LY

 

iako su moj nastavnici fizike iz osnovne a bogami i srednje odavno pokojni pa im ne mogu to više gurnuti pod nos. 

 Veritasium je napravio nekoliko grešaka, a najveća je da brzi prijenos energije u tom primjeru nema veze s time što energija ne ide vodičem, već zato što su vodiči blizu. Da je u istom tom strujnom krugu bateriju i prekidač stavio skroz lijevo, a žarulju skroz desno ova bi se 'upalila' (paljenja zapravo ni nema, jer je količina energije prenešena tranzijentom premala) znatno kasnije. Iako se energija i dalje prenosi na isti način, znači način prijenosa energije (u ili izvan vodiča) nije uopće povezan s tim efektom.

 

Većinu objašnjenja prirodnih pojava smo u školi učili 'krivo', tj. na onaj način koji smo mogli shvatiti s tadašnjim predznanjem. 'Prava' objašnjenja se dobivaju na fakultetima, a ponakad tek na još višim znanstvenim nivoima. Tako da nisu učitelji krivi što školarci nisu u stanju shvatiti Maxwellove jednadžbe.

captain_soap_McTawish ned 5.12.2021 20:29
Visak kaže...

 Veritasium je napravio nekoliko grešaka, a najveća je da brzi prijenos energije u tom primjeru nema veze s time što energija ne ide vodičem, već zato što su vodiči blizu. Da je u istom tom strujnom krugu bateriju i prekidač stavio skroz lijevo, a žarulju skroz desno ova bi se 'upalila' (paljenja zapravo ni nema, jer je količina energije prenešena tranzijentom premala) znatno kasnije. Iako se energija i dalje prenosi na isti način, znači način prijenosa energije (u ili izvan vodiča) nije uopće povezan s tim efektom.

 

 Mene je sramota što sam "nasjeo" na taj video, iako mi je na prvu bilo sumnjivo objašenje zašto će se žarulja "upaliti" za 1/c, ali računam, lik je fizičar i valjda zna o čemu govori pa ću kasnije razmisliti o tome.

kcharuso ned 5.12.2021 21:45
captain_soap_McTawish kaže...

 Mene je sramota što sam "nasjeo" na taj video, iako mi je na prvu bilo sumnjivo objašenje zašto će se žarulja "upaliti" za 1/c, ali računam, lik je fizičar i valjda zna o čemu govori pa ću kasnije razmisliti o tome.

 1/c je 1/m/s, to ni teoretski ne može biti mjerna jedinica za vrijeme

captain_soap_McTawish ned 5.12.2021 21:46
kcharuso kaže...
captain_soap_McTawish kaže...

 Mene je sramota što sam "nasjeo" na taj video, iako mi je na prvu bilo sumnjivo objašenje zašto će se žarulja "upaliti" za 1/c, ali računam, lik je fizičar i valjda zna o čemu govori pa ću kasnije razmisliti o tome.

 1/c je 1/m/s, to ni teoretski ne može biti mjerna jedinica za vrijeme

 Iz konteksta je jasno na što se misli.

danen pon 6.12.2021 12:13

Slično tome, vodikovi ioni ne putuju kroz elekrolit, nego se prenose preko molekula vode. No mislim da je pitanje krivo postaljevno. Nije pitanje kako se naboj prenosi, nego čime se prenosi. Očito da se naboj u metalnom vodiču ne bi mogao prenositi bez usmjerenog gibanja elektrona. Da nije tako, ne bi se npr. mogao nabiti kondezator, a ne bi bilo ni elekrolize. 

PaleRider pon 6.12.2021 14:46
kcharuso kaže...

 1/c je 1/m/s, to ni teoretski ne može biti mjerna jedinica za vrijeme

Ta jedinica u 1/c nije bezdimenzionalna - zračna udaljenost od potrošača do izvora je 1m, dakle 1/c = m / m/s = s.

 

Dakle za vrijeme od 1/c sekundi će elektromagnetski val kroz zrak stići do žarulje, no energija tog vala je premala da upali tipičnu žarulju, zato su tu vodiči - da povećaju gustoću apsorbirane energije lokaliziranjem električnog polja. 

 

Žarulja se ne može instantno upaliti zbog sveprisutne kapacitivnosti (C) i induktivnosti (L) (zavojnica ne dopušta naglu promjenu struje koja protiče kroz nju, dok kondenzator ne dozvoljava naglu promjenu napona).

Brzina propagacije EM vala vođenog vodičem je proporcionalna 1 / sqrt(LC), tipično 60% - 90% brzine svjetlosti u vakuumu. No na potrošačima poput žarulje promjena energije može biti daleko sporija.

 

Određena energija će dakle stići do žarulje za 1/c sekundi no treba nešto vremena da se na žarulji uspostavi napon izvora i time maksimalni protok energije.

cvaja997 pon 6.12.2021 15:08

Trebalo bi povezat gravitaciju i magnetno polje. Ima formula koja ima isti oblik kao i formula za opći zakon gravitacije, privlačenje 2 tijela. Elektromagnetizam je zapravo isto, ali između naboja. Einstein je bio na tragu unifikacije te dvije pojave, ali nije uspio dokazat povezanost. 

PaleRider pon 6.12.2021 17:27
cvaja997 kaže...

Trebalo bi povezat gravitaciju i magnetno polje. Ima formula koja ima isti oblik kao i formula za opći zakon gravitacije, privlačenje 2 tijela. Elektromagnetizam je zapravo isto, ali između naboja. Einstein je bio na tragu unifikacije te dvije pojave, ali nije uspio dokazat povezanost. 

Povezanost postoji. Po mojoj teoriji, ona je intrinsična - svako polje je generalno polje koje je u određenoj mjeri elektro-magnetsko a u određenoj gravitacijsko i energija se može izmjenjivati između ta dva polja. No ekvivalencija ta dva polja je uvjetna/relativna - mogu se svesti na ekvivalentne jednadžbe ali naboj ima predznak (sila može biti odbojna) dok masa nema. Ekvivalencija uvjetuje i da čestice nosioca polja (graviton i foton) imaju jenaku masu (o toj masi ovisi efektivni domet sile), što generalno nije ispunjeno.

Keso pet 10.12.2021 02:02

Ovaj ElectroBOOM je savršen, do sada najbolje objašnjenje koje sam vidio, daleko bolje od Veritasiuma i daje nove i detaljnije uvide u to što se dešava kad spojimo sklopku i elektroni krenu.

fer-de-lance pon 13.12.2021 05:13
ludi kekec kaže...

" Energija zapravo teče oko vodiča. Prenosi ju elektromagnetsko polje"

I kako onda to EM polje predaje energiju potrošaču???

 

ovakvu besmislicu može napisati samo netko sa čuvenog osječkog faksa...

Ako ti je to toliko apstraktno, probaj proučiti na koji način rade transformatori i kondenzatori, na tim primjerima  budeš najlakše skužio.

A dobar primjer da fizički osjetiš to ti je da uzmeš neku čeličnu šipku (od magnetičnog čelika) i približiš ju do nekog vodiča kroz koji teče velika struja.

Vodič onda postane magnet i uhvati tu šipku.

 

Visak pon 13.12.2021 10:22
fer-de-lance kaže...

Ako ti je to toliko apstraktno, probaj proučiti na koji način rade transformatori i kondenzatori, na tim primjerima  budeš najlakše skužio.

 

 Transformatori i kondenzatori nisu potrošači. Pitanje ima smisla, kako EM polje predaje energiju recimo otporniku ili ledici?

Ako imaš dvije paralelne žice ili žice formiraš u krug imat ćeš dva vrlo različita EM polja, a prenesena energija će biti identična i ovisit će isključivo o naponu izvora i otporu trošila, ne o EM polju. Promjenom izolatora mijenja se EM polje, a prenesena energija ostaje ista. Znači energija ovisi o struji i naponu (unutar vodiča), a ne o EM polju (izvan vodiča).

fer-de-lance pon 13.12.2021 10:39

Aha, to da.

To se onda (vjerovatno) gleda tak da polje oko otpornika uzrokuje  gibanje elektrona u njemu, koji onda tu energiju izrače kao toplinu (uzbuđeni elektron prelazi u više stanje i zrači foton), a unutar poluvodiča (ledice u tvom primjeru) energija iz polja isto uzrokuje titranje elektrona, ali budući da je tik do njih područje dopiranog materijala koji ima šupljine u valentnoj ljusci onda dio energije se utroši u rekombinaciji i izrači fotone u vidljivom spektru (nekih do 20%) a ostatak se izrači opet kao Jouleovi gubici kod otpornika.

Ili sam skroz zabrijao, ali kak god okreneš nema smisla.

 

A ovaj drugi dio, kad drugačije formiraš žice, zapravo će ti polje biti praktički isto jer je to zanemariva sprega, ni ne možeš detektirati razliku, a dobro znaš kaj se dogodi kad namotaš žicu u malo više namotaja ili povećaš površine paralelnih vodiča sa izolatorom između...

 

Visak pon 13.12.2021 11:06
fer-de-lance kaže...

Aha, to da.

To se onda (vjerovatno) gleda tak da polje oko otpornika uzrokuje  gibanje elektrona u njemu, koji onda tu energiju izrače kao toplinu (uzbuđeni elektron prelazi u više stanje i zrači foton), a unutar poluvodiča (ledice u tvom primjeru) energija iz polja isto uzrokuje titranje elektrona, ali budući da je tik do njih područje dopiranog materijala koji ima šupljine u valentnoj ljusci onda dio energije se utroši u rekombinaciji i izrači fotone u vidljivom spektru (nekih do 20%) a ostatak se izrači opet kao Jouleovi gubici kod otpornika.

 Znači odustajemo od ideje da elektroni kroz žicu prenose energiju, ali onda kad dođemo do trošila ipak tu energiju predajemo elektronima da izvrše rad? Nisu nam dobri za prijenos, ali na kraju ipak ne možemo bez njih? A znamo da se elektroni pomiču jednako u žici kao i u tom trošilu. Čini se kao nepotrebno kompliciranje.

 

fer-de-lance kaže...
 

A ovaj drugi dio, kad drugačije formiraš žice, zapravo će ti polje biti praktički isto jer je to zanemariva sprega, ni ne možeš detektirati razliku, a dobro znaš kaj se dogodi kad namotaš žicu u malo više namotaja ili povećaš površine paralelnih vodiča sa izolatorom između...

 

 Nije isto polje. Evo upravo ovo što si rekao, sa zavojnicom dobivaš vrlo različito polje u odnosu na ravan vodič, a prenesena energija je potpuno ista. Gledajmo istosmjernu struju jer je jednostavniji slučaj.

 

fer-de-lance pon 13.12.2021 14:38

Ili se i sama žica nalazi u polju, pa tako i onda troši energiju iz istog polja, kao i trošilo.

Jer kad gledaš npr. pojedinačne silnice magnetskog polja, trebale bi izlaziti iz jedne točke i ponirati u nju, a učili su nas da je polje na površini vodiča 0, a izlazi iz vodiča, to valjda znači da je "vektorski 0" (okomito) u odnosu na ono u žici i onda ispada da ipak polje prenosi energiju, a elektroni u žici i trošilu potroše dio jer nisu savršeno poravnati pa se polje ne može zatvoriti paralelno kroz njih.

To ima smisla, jer u supravodiču bi elektroni i dalje usmjeravali polje a ne bi trošili energiju, tj. na kraju dolazimo uopće do pojma prenošenja energije, npr. u tom slučaju bi sva energija bila prenesena do trošila bez gubitka u vodiču.

Ne znam kaj sam htio reći, ali to je baš slučaj gdje jasno možemo reći da elektroni ne mogu presnositi energiju, jer bi morali za ostvarivanje ikakvog pomaka (titraja ili kaj već) potrošiti dio energije, a ne potroše ga (R=0).

Dalje je sve stvar semantike, to se valjda ni znanstvenici ne mogu dogovoriti.

 

A ovaj drugi dio citata, da, dobiješ različito polje koje na kraju u beskonačnosti (ili praktično 5 tau) mora imati oblik koje bi imao čisti "omski otpor", tj. samo si postigao da se zbog presjecanja nekih silnica energija prenosi sporijim tempom, ali na kraju opet ispadne ista - ona koju su predao trošilu da izvrši rad.

(nadam se da sam dobro shvatio pitanje).