Первый пост темы: Phazeus Post: #373249 От:29.05.2012 (05:41) Хочется уже разобраться с рядом моментов, когда имеем очень сильное притяжение пластин конденсатора друг к другу за счёт силы Кулона, направленной по нормали к поверхности пластин. Она весьма ощутима. Почему бы не использовать этот факт с пользой. Для этого хотелось бы дать ответ на ряд фундаментальных и, одновременно, простых вопросов, которые я покажу ниже...
Я стёр, не по теме. Давай без спама, чтобы не удалять, а то тут удалялка тупая, в обезъянник кидает 😕
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Phazeus, измени алгоритм работы устройства, тогда и можно получить что-то: заряжаем кондёр с подключённой нагрузкой, которая выполняет какую-то работу, потом разряжаем кондёр в сдвинутом положении (энергия кондёра макс.) и только потом раздвигаем БЕЗ усилий и работы пластины кондёра.
Чотб не заморачиваться с интегралами для анализа разбей цикл на несколько аналогичных действий:
1. Неподвижные, зафиксированные пластины кондёра - подключаем источник, который заряжает его, затраты энергии W=С0U2/2.
2. Появляется сила притяжения между пластинами, которая должна быть больше силы нагрузки, иначе не поедут пластины друг к другу Fэл>Fнагрузка, отпускаем пластины - идёт процесс дальнейшего заряда с движением пластин на расстояние dx и выполнением полезной работы A=Fнагрузка*dx. Энергия от источника питания суммарная W= С1U2/2.
3. Отключение нагрузки и разряд кондёра, возврат энергии кондёра W= С1U2/2.
4. Возврат пластин кондёра в исходное с минимальными затратами энергии - нет сил противодействия, только перемещение массы пластины.
Вот в таком режиме получается халявная работа, а если расстягивать пластины при разряде, то работа получается отрицательная и суммарная работа за цикл будет равна нулю. 😊
_________________ Нильс Бор: "Ваша идея безумна. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной!"
Понял мыслЮ 😀
Ты предлагаешь, если суммировать, убрать пружину. Ну да, я пружину показал как макет, это не окончательный уже конструктив реальной модели, это просто макет для проверки и отработки принципов. Она, конечно, мешается больше. Единственное, зачем я пружину использовал - это возврат пластин назад автоматически. Согласен, лучше её пока убрать и считать отдельно.
Стой. Ты предлагаешь заряжать конденсатор на малой ёмкости, а разряжать на максимальной. Нет, так у нас не будет баланса. Энергия конденсатора при максимальной ёмкости будет меньше. Нам обязательно надо зарядить его полностью. Для этого надо убрать пружину, сделать некие ограничители хода пластин, чтобы не притянулись слишком близко, и должна быть включена нагрузка. От величины нагрузки генераторного блока будет зависеть скорость притяжения пластин. А возврат делать уже потом отдельно, придумать несложно для этого механизм, разряженный конденсатор раздвинуть проще простого. Это можно не учитывать для макета даже. Но я считаю, что очень важно заряжать конденсатор полностью до Смах, иначе будем иметь потери. Разряжаться он должен при той же ёмкости, при которой мы его заряжали, иначе энергия будет потрачена несимметрично, ИМХО. Что думаешь?
Но ты согласен, что энергия, затраченная от источника, не будет больше, чем требуется на заряд конденсатора с максимальной ёмкостью? Ведь в этом вопросе всё и "зарыто" 😀 Если это так, то тут уже не важно, как конструктив делать, это дело техники и мы тогда этим и займёмся.
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Phazeus Пост: 373780 От 02.Jun.2012 (08:47)
Ты предлагаешь заряжать конденсатор на малой ёмкости, а разряжать на максимальной. Нет, так у нас не будет баланса. Энергия конденсатора при максимальной ёмкости будет меньше. Нам обязательно надо зарядить его полностью.
Так он заряжается полностью, только с чего ты взял?, что энергия при максимальной ёмкости меньше? Наоборот больше. Например при сближении пластин ёмкость увеличивается в 2 раза, тогда в начале энергия кодёра W1=CU2/2, а при сближении W2=(2C)U2/2, т.е. возрасла в 2 раза - ведь напряжение U источника неизменно!
_________________ Нильс Бор: "Ваша идея безумна. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной!"
Смотри 😀 Ёмкость у нас увеличивается, а напряжение уменьшается 😀 Причём энергия зависит от квадрата напряжения. Если бы она ещё от квадрата ёмкости зависела, тогда да... Одним словом, потенциальная энергия заряда в конденсаторе при бОльшей ёмкости меньше, чем того же заряда при мЕньшей, так как напряжение в этих случаях сильно различаются. Поэтому моё ИМХО, что заряжать надо до тех пор конденсатор, пока пластины не сблизятся максимально, только потом начинать разряжать. Думаю так правильно. Кто что скажет, прошу высказываться 😀
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Phazeus Пост: 373784 От 02.Jun.2012 (08:58)
Смотри 😀 Ёмкость у нас увеличивается, а напряжение уменьшается 😀
Не понял, а зачем отключать источник напряжения при заряде?
Напряжение может уменьшаться только, если предварительно заряженный кондёр и отключённый от источника питания будешь сдвигать, а если источник подключен при сближении пластин кондёра, то напряжение на кондёре ВСЕГДА будет равно источнику питания.😊
ПС смотри средние картинки при подключённом источнике питания
Размер: 74.65 KB
_________________ Нильс Бор: "Ваша идея безумна. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной!"
bobik Пост: 373786 От 02.Jun.2012 (09:03)
Не понял, а зачем отключать источник напряжения при заряде
Не надо его отключать, я это и имел в виду, что он должен заряжать конденсатор, пока он заряжается 😀
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Короче, я считаю как. Что если заряжать конденсатор зафиксированный С(мин) до напряжения источника, а потом, отключить источник и отпустить пластины, то будем иметь потерю энергии. Они сблизятся до С(макс). Только энергия потенциальная конденсатора упадёт. Так? Напряжение упадёт, а энергия пропорциональна квадрату напряжения. И если мы будем разряжать его в нагрузку, то конденсатор вернёт энергии уже меньше, верно?
НО! Если мы конденсатор ДОЗАРЯДИМ до напряжения источника при С(макс), то мы потратим БОЛЬШЕ, чем если бы заряжали при неизменной С(макс)? Ведь у нас первоначальный то заряд, который мы зарядили в конденсатор, не пропал никуда, он там, мы лишь "доливаем" ещё заряд, так как ёмкость увеличилась.
Вот именно на этот вопрос ответ меня интересует, теряем или нет? 😀
Грубо говоря, чтобы залить некую порцию заряда Q, небольшую, мы затратим энергии больше от источника при малой ёмкости, чем при заряде такого же количества заряда Q при большой ёмкости?
Вообще-то я понимаю, что при малой ёмкости напряжение будет при этом же заряде больше намного, поэтому, чтобы залить его в конденсатор, нам надо больше напряжения (превысить напряжение на конденсаторе), а при большой ёмкости напряжение надо намного меньше. Грубо говоря, на малой ёмкости нам надо вливать этот заряд источником при бОльшем напряжении, по сравнению с большой ёмкостью.
Так что вот это меня смущает. Поэтому, наверное, если я правильно понимаю, баланс будет только в том случае, если разряжать конденсатор тоже с изменяемой ёмкостью, по мере разрядки, чтобы постоянно увеличивать напряжение. Но тут тоже механическая нагрузка изменит дельту t (dt) так, что на единицу заряда у нас при зарядке придётся среднее напряжение несколько больше, чем при разрядке. Это я тоже понимаю. Просто нужно, чтобы подтвердили или опровергли, авторитетно. Мне лень сейчас формулы выводить, главное смысл... Так что я могу с точки зрения классики объяснить, откуда на механическую работу будет браться энергия, из этой дельты времени при более высоком напряжении источника, по сравнению с напряжением конденсатора при отдаче в нагрузку. Так?
Это всё прошу как-то прокомментировать, будет ли такая потеря или нет. И проверить не помешает, тоже очень прошу. Чтобы окончательно разобраться с таким вариантом использования энергии притяжения пластин и перейти к другому...
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Phazeus Пост: 373791 От 02.Jun.2012 (09:43)
Короче, я считаю как. Что если заряжать конденсатор зафиксированный С(мин) до напряжения источника, а потом, отключить источник и отпустить пластины, то будем иметь потерю энергии.
Электрической. В совокупности, мех.+электрическая потерь нет(без учёта потерь при преобразованиях)
Они сблизятся до С(макс). Только энергия потенциальная конденсатора упадёт. Так? Напряжение упадёт, а энергия пропорциональна квадрату напряжения. И если мы будем разряжать его в нагрузку, то конденсатор вернёт энергии уже меньше, верно?
Угу , но в механической недостающая часть себя обнаружит.
НО! Если мы конденсатор ДОЗАРЯДИМ до напряжения источника при С(макс), то мы потратим БОЛЬШЕ, чем если бы заряжали при неизменной С(макс)? Ведь у нас первоначальный то заряд, который мы зарядили в конденсатор, не пропал никуда, он там, мы лишь "доливаем" ещё заряд, так как ёмкость увеличилась.
Вот именно на этот вопрос ответ меня интересует, теряем или нет? 😀
Время увеличивается? Что надо замутить , чтоб увеличить время заряда ёмкости? Проще всего ограничить ток заряда с помощью резюка. На резюке потери. Резюк бывает реактивным.😶 На нём нет потерь(в идеале)
Пружина - реактивный резюк(не идеальный).
Мне лень сейчас формулы выводить, главное смысл...
Смысл в том , что вечняк с полезной работой на выходе - это постоянно ускоряющийся девайс.
Удавливая ускорение, получаем халявную работу(полезную). Где в твоём макете ускорение?
Так что я могу с точки зрения классики объяснить, откуда на механическую работу будет браться энергия, из этой дельты времени при более высоком напряжении источника, по сравнению с напряжением конденсатора при отдаче в нагрузку. Так?
Не,.. не так. С диэлектриком надо разбираться.
Чтобы окончательно разобраться с таким вариантом использования энергии притяжения пластин и перейти к другому...
имхо, надо начинать с диэлектрика. Какого блин..на.. ёмкость меняется?
Из-за уменьшения расстояния? Так ведь силы Кулона при этом должны только вырасти... Ан нет.😊
Ну и ?... С какого перепугу они уменьшаются , несмотря на уменьшение расстояния? Ведь оные действуют обратнопропорционально расстоянию.
Я же говорю, что в этом супе не хватает изменения ещё одного параметра. Диэлектическую проницаемость нуна менять по мере движения пластины.
Тогда всё будет харашо.😊
Но с энтим харашо надо очень осторожно обращаться. Онож,... постоянно разгоняится!!!!!!
Интересно заметить, что количество теплоты, выделяющееся при зарядке, не зависит о сопротивления цепи и в точности равно энергии конденсатора. То есть, половина энергии источника переходит в энергию электрического поля, а вторая в тепловую энергию, выделяющуюся в цепи: природа требует своеобразный пятидесятипроцентный налог в виде тепловых потерь, не зависимо от сопротивления цепи и емкости конденсатора
Блин, никогда не задумывался, что прикасаясь батарейкой к выводам кондёра, чтобы его зарядить, тут же пускаем 50% энергии на ветер...
Так что заряжать кондёр "ступенькой" напряжения - это полезно только для обогрева...
Придётся вводить ещё "паразитную" индюктивность, чтобы увеличить длительность фронта импульса заряда, по сравнению с постоянной времени RC, R - сопротивление потерь.
ПС если перейти от ступеньки к разложению в ряд Фурье, тогда средний ток заряда будет меньше, чем средний ток заряда с Смакс=фикс. Получается, что вся механика - халява, плиз 😬
_________________ Человек отличается от обезьяны умением не замечать очевидных вещей.
Greyver Пост: 373822 От 02.Jun.2012 (15:30)
Получается, что вся механика - халява, плиз 😬
О, процесс осознания халявы пошёл!😎
А ещё проще проанализировать взаимодействие двух зарядов. Вот они друг на друга влияют, толкают друг друга - отталкиваются или притягиваются и силы и работы можно посчитать для каждого, но вопрос в другом: вот заряд воздействует на другой и например отталкивает другой заряд и совершил работу по отталкиванию этого заряда на расстояние Х, что изменилось в самом заряде, разве уменьшился его заряд? или уменьшилась его энергия? или уменьшилось электрическое поле, которое он создаёт? так за счёт чего он пнул заряд и он улетел?😎
_________________ Нильс Бор: "Ваша идея безумна. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной!"
Короче, так я не дождусь опровержений, наверное. Самому придётся. А вы продолжите мысль мою 😀
Допустим, нам надо загнать некий определённый по величине заряд Q в конденсатор. Работа источника напряжения будет в этом случае равна мощности на время, а мощность - это заряд в минуту на напряжение:
А(источника)=(Q/t)*U*t=QU
Итак, видим, что для загонки одного и того же заряда в конденсатор МАЛОЙ ёмкости, надо БОЛЬШЕ работы, так как при этом нам надо превысить напряжение на конденсаторе, которое на малой ёмкости выше, чем на большой. Этим и объясняется природа более высокой потенциальной энергии одного и того же по количеству заряда у конденсатора малой ёмкости. Напряжение значительно выше. Если зарядить этим зарядом конденсатор малой ёмкости и сблизить его пластины, то потенциальная энергия этого заряда уменьшится за счёт уменьшения напряжения (W=(CU^2)/2). Если будем разряжать сближенный конденсатор в нагрузку, то получим, что теперь конденсатор выполнит работу, равную току на напряжение на время:
А(конденсатора)=(Q/t)*U*t=QU.
Получили в итоге одинаковое количество заряда, которое участвует в работе, но при РАЗНОМ напряжении U (в случае увеличенной ёмкости оно НИЖЕ).
Теперь смотрим дельту работы при заряде малой ёмкости до напряжения источника и работу, совершаемую конденсатором при разряде с увеличившейся ёмкостью. Эта дельта работы равна механической, совершаемой при сближении пластин.
В идеальном случае, когда во время заряда конденсатор притягивает пластины, увеличивая ёмкость, а при разряде СИММЕТРИЧНО раздвигает, то потерь не будет. Но это лишь в случае, если отсутствует тормозящий пластины момент. Если такой момент есть, он увеличивает участок при более низкой ёмкости, где нам надо бОльшее напряжение для заряда некой порции заряда, которая потом выполнит работу при более низком напряжении. Чем больше нагрузка механическая, тем эта дельта больше. Вот как я вижу природу потерь при таком варианте.
Я просто хотел, чтобы это кто-то подтвердил, опровергнув мои теоретические выкладки. Но пришлось самому. Это всё по классике, надо проверить на макете, конечно, помогайте, кому не сложно по-быстрому такой макет сварганить.
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Ну а как ты это представишь?) Конденсатору нужен заряд 😀 Без тока тут никуда...
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Так, ещё один фундаментальный вопрос, который меня интересует. На рисунках в начале темы я показал случай с тележкой. Вот скажите, какую силу надо приложить, чтобы сдвинуть тележку с положения, когда она под неподвижной пластиной?
К чему я клоню. Я говорил с Олегом, он меня уверил, что сопротивлению вращению, когда ротор и статор - это сектора пластин конденсатора, разнозаряженные, незначительное. Так это или нет? Действительно ли сопротивление вращению незначительно? По идее да, иначе и вращающий момент (и тангенциальная составляющая) сил была бы значительной, и электростатические моторы были бы эффективнее, чем они являются. Сейчас тяга такого мотора мала, при довольно больших размерах, по сравнению с магнитными.
Если это так и сопротивление вращению ротора невелико, то ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЙ ВОПРОС:
при сближении пластин (рис. 3) конденсатора (пластины ротора или статора к другой на статоре или роторе) работа, которую выполнит сила Кулона будет ли достаточной, чтобы СДВИНУТЬ тележку (провернуть ротор) или нет? Сергей МСН уверяет, что нужно будет приложить силу, превышающую силу Кулона между пластинами, чтобы сдвинуть тележку в сторону, согласно теоретическому рассчёту. Олег уверяет, что его практическая модель не показала ощутимых препятствий вращению ротора.
Грубо говоря, сможем ли мы теоретически использовать работу сил Кулона при притяжении пластин, чтобы подталкивать тележку (ротор), приложив силу ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО силам Кулона, чтобы поддерживать вращение?
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Phazeus Пост: 373849 От 02.Jun.2012 (19:03)
А(источника)=(Q/t)*U*t=QU
Итак, видим, что для загонки одного и того же заряда в конденсатор МАЛОЙ ёмкости, надо БОЛЬШЕ работы, так как при этом нам надо превысить напряжение на конденсаторе, которое на малой ёмкости выше, чем на большой. Этим и объясняется природа более высокой потенциальной энергии одного и того же по количеству заряда у конденсатора малой ёмкости. Напряжение значительно выше. Если зарядить этим зарядом конденсатор малой ёмкости и сблизить его пластины, то потенциальная энергия этого заряда уменьшится за счёт уменьшения напряжения (W=(CU^2)/2). Если будем разряжать сближенный конденсатор в нагрузку, то получим, что теперь конденсатор выполнит работу, равную току на напряжение на время:
А(конденсатора)=(Q/t)*U*t=QU.
Получили в итоге одинаковое количество заряда, которое участвует в работе, но при РАЗНОМ напряжении U (в случае увеличенной ёмкости оно НИЖЕ).
Ну опять что-то непонятное пишешь: вроде уже определились, что источник питания ВСЁ ВРЕМЯ подключён к переменному кондёру - тогда откуда может взяться изменение напряжения или источник напряжения ведёт себя как переменная ёмкость?
Если источник напряжения всё время подключён к переменному кондёру, то напряжение U=const и не может меняться - есть только переток заряда в виде тока в конденсатор при сближении пластин и обратный ток в источник при раздвижении пластин кондёра, но напряжение в любой момент времени неизменно, т.е. если на кондёре при перемещении пластин изменилось напряжение, то источник напряжения скомпенсирует это изменение в виде тока "в или из" кондёра. Тогда при неизменом напряжении заряд бОльшей ёмкости потребует и бОльшей энергии из источника и при обратном процессе, так же бОльшая ёмкость отдаст бОльшую энергию при U=const. 😊
_________________ Нильс Бор: "Ваша идея безумна. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной!"
bobik Пост: 373914 От 03.Jun.2012 (07:47)
тогда откуда может взяться изменение напряжения или источник напряжения ведёт себя как переменная ёмкость?
Смотри, как я понимаю это дело. Источник должен залить заряд в конденсатор. Например, у нас задача залить некий заряд Q в конденсатор. В конденсаторе малой ёмкости при заливки даже небольшого заряда напряжение стремится сильно повыситься на его пластинах. Поэтому много заряда туда и не залить, напряжение на конденсаторе быстро достигнет уровня источника питания и зарядка прекратится, залив небольшой заряд. Чтобы залить больше заряда, нам понадобится поднимать напряжение источника.
Теперь представь, что надо зарядить конденсатор сразу большой ёмкости. При таком же заряде Q напряжение на конденсаторе будет намного ниже, чем при малой ёмкости первого конденсатора. От нашего источника мы сможем залить гораздо бОльший по величине заряд в конденсатор при таком же напряжении источника, как в первом случае. НО! Нам то нужно залить заряд Q любой ценой! Допустим, что при малой ёмкости он зальётся при напряжении U1. При этом ток зарядки будет определяться зарядом на время: I1=Q/t. Мощность заряда будет P1=I1*U1=QU1/t. Работа, совершённая при этом источником будет A1=P1t=QU1. Как видишь, работа у нас будет в любом случае зависеть лишь от конкретной величины заряда и напряжения, при которой этот заряд у нас перетекает из источника в ёмкость (или, что тоже самое, из ёмкости в нагрузку). Поэтому, если уменьшить ёмкость конденсатора с зарядом Q и потом разрядить, то работа электрическая будет уже меньше: А2=QU2, где U2 - напряжение на пластинах конденсатора увеличенной ёмкости (оно будет ниже). И дельта этой работы численно будет равна механической работе по сближению пластин. Баланс энергий будет соблюдаться, если механическая работа тоже накапливается (скажем, в пружине) и в процессе разряда уменьшает ёмкость (раздвигает пластины). Если скорость раздвигания будет достаточно большой, чтобы успеть уменьшить ёмкость строго зеркально процессу зарядки со сближением, то у нас возвращаемая энергия будет равна той, что мы закачали. Тут будет полный баланс.
Ну это понятно, я думаю. Теперь как я вижу природу потерь, когда мы такую систему "нагружаем" на потребители (например, генераторный блок). Генераторный блок - это дополнительное сопротивление при сближении пластин. Он тормозит это сближение. При этом скорость увеличения ёмкости (сближения пластин) будет ниже, чем при "холостом" ходе. При этом на единицу закачиваемого заряда у нас придётся бОльшее среднее напряжение, при котором источник должен этот заряд залить в конденсатор (он как бы будет сопротивляться источнику, это я понимаю как аналог генераторной ЭДС в моторах, когда она сонаправлена источнику питания и источник питания вынужден преодолевать эту ЭДС, что и является причиной безвозвратных потерь). И получим, что заряд мы заливаем тот же, но напряжение уже выше, получается, что работа источника питания у нас возросла по сравнению с холостым ходом для заливки одного и того же по величине заряда. Потом при разряде конденсатор выполнит работу не больше, чем ту, какую выполнил бы при холостом ходу, с разницей именно в эту дельту, определяемую дельтой среднего напряжения по сравнению с холостым ходом: dA=QdU. Чем выше нагрузка (сопротивление сближению), чем выше эта дельта. Если ещё и на обратном ходе нагрузим, то и того потери возрастут. Вот как я вижу природу этого процесса. Тут надо формулами, конечно, это всё расписать, более грамотно выразить. Кому не лень, прошу, сделайте это 😀 Математики тут имеются. Хотя тут простые формулы.
Но проверить на макете не помешает, это интересно всё 😀 )) Может я чего-то недопонимаю, то тоже прошу ещё раз объяснить, где именно 😀 Я вообще хотел, чтобы эту идею опровергли грамотные академики 😀 А то самому пришлось...
Если источник напряжения всё время подключён к переменному кондёру, то напряжение U=const и не может меняться - есть только переток заряда в виде тока в конденсатор при сближении пластин и обратный ток в источник при раздвижении пластин кондёра
Вот именно, и баланс энергий будет только при зеркалом разряде с раздвиганием пластин в процессе разряда, строго зеркально процессу зарядки со сближением. При любой мех.нагрузке имеем дельту работы из-за дельты среднего напряжения зарядки и разрядки одного и того же по величине заряда Q. А так как напряжение источника постоянно, то оно лишь задаёт некую величину заряда, которая будет у нас принимать участие в работе, пока конденсатор не зарядится (будет зависеть от его конкретных параметров, от ёмкости), что будет определять силу Кулона при конкретных габаритах. Вся фишка именно в том, что при заданном напряжении имеет конкретный по величине заряд (рабочее тело) и работу по его "заливке" и "сливе". Про дельты при нагрузках я написал 😀
если на кондёре при перемещении пластин изменилось напряжение, то источник напряжения скомпенсирует это изменение в виде тока
Именно, именно 😀 Но при бОльшем напряжении (при зарядке оно равно напряжению источника), чем при разрядке (при этом напряжение будет определяться ёмкостью и зарядом). И будет баланс только при зеркально-обратном процессе (холостом ходу).
Вроде так, так я это понимаю. Прошу комментировать 😀
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Phazeus Пост: 373918 От 03.Jun.2012 (08:25)
Вот именно, и баланс энергий будет только при зеркалом разряде с раздвиганием пластин в процессе разряда, строго зеркально процессу зарядки со сближением. При любой мех.нагрузке имеем дельту работы из-за дельты среднего напряжения зарядки и разрядки одного и того же по величине заряда Q.
Нет, не так. Мех. нагрузка только замедляет процесс зарядки, но не меняет энергию потребляемую из источника напряжения. Например: сначала заряжаем без нагрузки - пластины мгновенно перемещаются в крайнее положение - требуемая энергия A=QU из источника напряжения, при среднем токе I1= Q/t1. Теперь подключаем нагрузку, при обязательном условии, что Fнагрзки< Fэл, получаем туже самую энергию A=QU из источника напряжения, но средний ток будет I2= Q/t2, т.е. увеличивается время заряда и уменьшается средний ток заряда, но энергия потребления и энергия в кондёре остаются прежними.
И теперь основное - чтоб раздивнуть пластины заряженного конденсатора НАДО совершить ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ работу - и зачем это тебе нужно? И эта отрицательная работа будет равна, той положительной работе при зарядке и сближении пластин - всё, что нажито не посильным трудом потеряешь!😊
_________________ Нильс Бор: "Ваша идея безумна. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной!"
bobik Пост: 373921 От 03.Jun.2012 (09:08)
И эта отрицательная работа будет равна, той положительной работе при зарядке и сближении пластин - всё, что нажито не посильным трудом потеряешь!😊
Хорошо подумал?
Теряется не всё. По крайней мере перемешение точки(массы) из одного места в другое остаётся.
И теперь основное - чтоб раздивнуть пластины заряженного конденсатора НАДО совершить ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ работу - и зачем это тебе нужно?
Да, работу нужно совершить ту же. А что будет с энергией(напряжением) в кондёре?
Так всё ли теряется из нажитого непосильным трудом?😊
А может работы не будут равны?😊
bobik Пост: 373921 От 03.Jun.2012 (09:08)
Мех. нагрузка только замедляет процесс зарядки, но не меняет энергию потребляемую из источника напряжения
Я тоже так предположил, что это надо уточнить раз и навсегда 😀 Но я сам себя с точки зрения классической физики могу опровергнуть. Смотри. Энергию как раз меняет. Смотри. Имеем холостой ход. Пусть за время t1 у нас в конденсатор закачивается заряд Q. Тогда работа будет определяться мощностью на время: A1=P1*t, где P1=(Q/t1)*U1, где Q/t1 - это ток зарядки, а U1 - напряжение зарядки. Получаем: A1=t1QU1/t1=QU1. Как видишь, от времени, действительно, ничего не зависит. Квазистационарный процесс. Но зависит от напряжения, при котором этот процесс происходит. Теперь представь, что за время dt у нас ёмкость меняется на dC при холостом ходе. Напряжение при этом меняется на dU.
Напряжение у нас равно: U1=Q/C1 и dU=Q/dC. То есть чем выше dC (ёмкость при заряде увеличивается), тем ниже напряжение заряда для неизменного заряда Q. А так как напряжение у нас постоянно, равно напряжению источника, то это физически означает, что за время t у нас источник сможет при этом напряжении залить конкретный заряд Q1: Q1=UC1. Тогда при неизменном U работу будет равна: A1=UQ1.
Теперь рассмотрим вариант с нагрузкой: Напряжение постоянно. Работа будет определена как: A2=UQ2. Источник за время t заливает заряд: Q2=UC2.
Видим, что C1>C2 (так как за одно и тоже время на холостом ходу пластины сближаются сильнее, чем под нагрузкой). При этом разница в работе источника за единицу времени: dA=U(C2-C1). Ты скажешь, что нам пофиг на время?) Да, но не источнику. Источнику на время, увы, не пофиг, смотри почему. Источник в случае с нагрузкой заливает заряд полного рабочего цикла при бОльшем среднем напряжении (там интеграл надо смотреть), чем на холостом ходу. А при неизменном напряжении меняется заряд за единицу времени. Если без нагрузки у нас ёмкость увеличивается намного быстрее, то и напряжение падает быстрее, а в случае с подключенным источником это означает, что заряд наш заливается быстрее, за более короткое время. Количество заряда в обоих случаях одинаково, ток во времени одинаков (Q/t), а работа не одинакова, так как время, за которое заливается заряд Q выше. А работа - это мощность на время. Так что получим, что на каждом участке процесса, если взять некие бесконечно малые изменения ёмкости, то эти изменения будут проходить при разном напряжении или, в случае с подключенным источником, при разной работе этого источника, в случаях с нагрузкой и без.
Сам уже запутываюсь 😀 Наверное, снова не понятно объяснил 😕
Короче, запутался я, спать хочу 😀 Всё, ты снова меня с понтолыги сбил. Сейчас начну опять в ВД веровать 😁 Давайте, физики академики, распишите балансы с учётом нагрузки 😀
И теперь основное - чтоб раздивнуть пластины заряженного конденсатора НАДО совершить ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ работу - и зачем это тебе нужно? И эта отрицательная работа будет равна, той положительной работе при зарядке и сближении пластин - всё что нажито не посильным трудом потеряешь!😊
Не раздвинуть (по нормали), а сместить (перпендикулярно действию сил Кулона). Это надо, чтобы, используя работу Кулона при притяжении пластин по нормали, сместить тележку (ротор) в сторону. Хочу знать, хватит ли этой работы или нет. Данные противоречивые приходят 😀 Проверка нужна на простом макете...
_________________ Иные боятся убийц, кары неотвратимой, Кризисов и организованную преступность. А я нахожу на Свете самой невыносимой Обычную такую человеческую глупость...
Теперь как я вижу природу потерь, когда мы такую систему "нагружаем" на потребители (например, генераторный блок). Генераторный блок - это дополнительное сопротивление при сближении пластин. Он тормозит это сближение. При этом скорость увеличения ёмкости (сближения пластин) будет ниже, чем при "холостом" ходе. При этом на единицу закачиваемого заряда у нас придётся бОльшее среднее напряжение, при котором источник должен этот заряд залить в конденсатор (он как бы будет сопротивляться источнику, это я понимаю как аналог генераторной ЭДС в моторах, когда она сонаправлена источнику питания и источник питания вынужден преодолевать эту ЭДС, что и является причиной безвозвратных потерь). И получим, что заряд мы заливаем тот же, но напряжение уже выше, получается, что работа источника питания у нас возросла по сравнению с холостым ходом для заливки одного и того же по величине заряда. Потом при разряде конденсатор выполнит работу не больше, чем ту, какую выполнил бы при холостом ходу, с разницей именно в эту дельту, определяемую дельтой среднего напряжения по сравнению с холостым ходом: dA=QdU. Чем выше нагрузка (сопротивление сближению), чем выше эта дельта. Если ещё и на обратном ходе нагрузим, то и того потери возрастут. Вот как я вижу природу этого процесса. Тут надо формулами, конечно, это всё расписать, более грамотно выразить. Кому не лень, прошу, сделайте это 😀 Математики тут имеются. Хотя тут простые формулы.
Опять же, не правильный анализ. Нет никакого ЭДС, которое противодействует напряжению источника. При сближении пластин конденсатора уже закаченный заряд уменьшает свой потенциал, т.е. напряжение на кондёре, что и даёт возможность источнику продолжать заливать заряд в кондёр. Здесь не может быть аналогии с простым сопротивлением при зарядке кондёра или какой-либо генераторной ЭДС, которая действует против источника напряжения - НЕТ НИКАКИХ электрических сил противодействия заряду. Заряд происходит только при механическом сближении пластин под действием сил притяжения между пластинами и противодействующей силы нагрузки, т.е. просто считаем работу электрических сил притяжения A=Fэл*dx, где здесь время нет его, т.е. работа по сближению пластин не зависит от времени этого процесса и равна энергии на которую увеличивается энергия в кондёре при сближении его пластин, так же как не зависит от времени и полезная работа A=Fнагрузка*dx, от времени будет меняться только мощность процесса и чем больше нагрузка тем меньше мощность передаваемая в нагрузку в единицу времени.
Phazeus Пост: 373927 От 03.Jun.2012 (10:13)
Количество заряда в обоих случаях одинаково, ток во времени одинаков (Q/t), а работа не одинакова, так как время, за которое заливается заряд Q выше. А работа - это мощность на время.
Вот здесь ошибочка Ток во времени не одинаков, т.к. заряд один и тот же, а время за которое этот заряд перетекает в кондёр РАЗНОЕ, и токи тоже разные - уже писал выше. Соотвественно, и мощности процессов холостого хода и с нагрузкой разные, а вот энергии одинаковы!
ПС при этом обрати внимание, что чем БЫСТРЕЕ сближаются пластины при ХХ, тем БОЛЬШАЯ МОЩНОСТЬ требуется от источника напряжения, т.к. напряжение на кондёре быстрее падает.😎
_________________ Нильс Бор: "Ваша идея безумна. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной!"