[Fillya 0]

Доброго времени суток. Не могу до конца разобраться, т.к. без этого не привык, в том, по каким принципам работает электрическая цепь (упрощённо-теоретически).

1. Известно, что при вращении рамки в магнитном поле, в ней возникает ЭДС. Принято считать, что каждый электрон обладает как постоянным электрическим полем известной величины, так и некоторым магнитным моментом. Предполагаю, именно наличием этой магнитной составляющей в соответствии с известным правилом при определённом вращении рамки поток электронов в проводнике движется в определённую сторону. Сама электрическая цепь замыкается через рамку, на которую оказывается внешнее воздействие

2. Говориться, что в проводниках электронный поток имеет причину - в основном диффузию, т.е. все электроны как при отсутствии внешнего воздействия, так и при оном стремятся распределяться в объёме проводника равномерно, отталкивают друг друга, т.к. имеют заряд одного знака.

3. Известно, что электромагнитная волна распространяется в проводнике с конечной скоростью света, при этом электроны начинают свое движение в этом проводнике по всей его длине (принимая, что она (длинна) значительно меньше расстояния, которое волна может пройти за единицу времени) и движутся с несколько меньшей скоростью (что в том числе подтверждается в СВЧ устройствах).

4. Электромагнитная волна в современном представлении распространяется со скоростью света как непрерывное воздействие двух взаимосвязанных видов полей на частицы действительного мира. Как я предполагаю - от источника магнитного поля получают энергию первые частицы, это заставляет их прийти в движение, вокруг них по законам физики возникает вторичное поле, повторяющее исходное с поправкой на потери, это поле охватывает следующие частицы (т.е. новую площадь пространства) и процесс повторяется до тех пор, пока вся энергия не будет потрачена в другие виды энергии.

5. Также указывается, что на преодоление ядерных сил атомного ядра электрону, вращающемуся по его орбите, требуется дополнительная энергия.

 

Вопросы:

?1. Что такое энергия электрона, которой он обладает наряду с постоянным электрическим полем (строго фиксированного значения) и как выражается? Известно, что разница потенциалов в двух точках (т.е. напряжение) также влияет на конечную мощность наравне с током, т.е. очевидно, что заряд электрона и его энергия это два разных параметра и последний влияет на эффективность его работы при прохождении по цепи  - меньше электронов но с большей энергией - та же мощность (отсылка к вопросу первого предложения).

?2. Если энергия попадает внутрь электрической цепи в результате известного взаимодействия рамки с магнитным полем и передается по принципу (4), то выходит, что она наряду с непрекращающимся внешним воздействием постоянно огибает проводник или затухает? Как тогда можно объяснить постоянное напряжение после элементов преобразования и стабилизации?

?3. Вопрос схожего рода. На увеличивающихся частотах все более и более наблюдается явление отражения волн в проводнике от раздела проводника разных сопротивлений. Допустим (или вспомним), что отражение в проводнике схоже с отражением света от поверхностей определенного свойства. Что и как отражается - электроны или электромагнитная волна? Приблизительно по какой причине это происходит?

?4. Что если не рамка вращается в магнитном поле, а магнит с несколькими полюсами проходит вокруг П-образного проводника (известно, что и при таком способе ток появиться т.к. не важно, что относительно чего перемещается, ток появиться с поправкой на силу поля, сопротивление проводника, скорость их относительного движения и угол, который при движении образуют проводник и мнимые силовые линии магнитного поля)? Тогда цепь замыкается через электромагнитное взаимодействие. Тогда логично предположить, что такого рода цепь некий "конденсатор" т.к. если заряды не могут перейти через зазор (пусть воздушный) в материал магнита и обратно, то они вынуждены курсировать туда обратно, попеременно накапливаясь у одного из краев, ближе всего располагающихся к вращающимся полюсам магнита? При этом известно, что заряды умеют накапливаться (принцип работы конденсатора).

?З.Ы.5. Как объяснить принцип излучения электромагнитных волн при ... = 1/2 длинна волны. Что такое "пучность", которую выделяют при описании работы различных видов антенн.

?З.Ы.6. Так ток меняется во всей цепи одновременно при изменении напряжения, или все таки в проводнике могут быть представлены сгустки "электронов много" и через пол периода во времени "в этом пространстве движущихся электронов почти нет".

Изменено 20 июня, 2020 пользователем Fillya

[DeadCadDance 0]

 

Для каждого вопроса создаётся одна тема. А у Вас тут каша из самых разных вопросов.

"Смешались в кучу кони, люди  "(с)

И постарайтесь сформулировать свои вопросы просто, чётко и ясно.

[k155la3 26]

3 hours ago, Fillya said:

. . . 

3. Известно, что электромагнитная волна распространяется в проводнике с конечной скоростью света, при этом электроны начинают свое движение в этом проводнике по всей его длине (принимая, что она (длинна) значительно меньше расстояния, которое волна может пройти за единицу времени) и движутся с несколько меньшей скоростью (что в том числе подтверждается в СВЧ устройствах).

 

Электромагнитная волна не то что в проводнике как-то "проблемно" распространяется, но даже

и в "не очень" проводниках вроде воды - тоже неахти.

Электроны в проводниках, мягко говоря, не очень быстро передвигаются - сколько-ко то мм/с,

если Вы это имели ввиду под "несколько меньшей скоростью" .

Впрочем, мне может что-то (уже/еще) неизвестно 

[Егоров 0]

3 часа назад, Fillya сказал:

 

5. Также указывается, что на преодоление ядерных сил атомного ядра электрону, вращающемуся по его орбите, требуется дополнительная энергия.

Скорее всего, так. 
Но в проводниках электроны внешних оболочек очень слабо связаны с ядром. Без видимых затрат дополнительной энергии (просто температурные колебания атомов ) они часто перескакивают от атома к атому или какое-то время просто блуждают "на беспривязном содержании" в кристаллической решетке. Поэтому, для проводников употребляют понятие "электронный газ" - совокупность свободных электронов, которые всегда в проводнике присутствуют. При появлении внешнего поля этот газ приходит в направленное движение, что мы и называем электрическим током.
 Впрочем, в очень сильных электрических полях электроны могут даже  "выдираться" из оболочек. Автоэмиссия.

[варп 16]

Fillya, не понятно для чего Вы так глубоко копаете... Но если чисто физика интересует, настоятельно рекомендую послушать лекции по ссылке ниже.... Лектор - прекрасный.. Но имейте ввиду, что есть риск, что после прослушивания лекций, Вы перестанете понимать то, что вчера, вроде бы, понимали.... В физике многое чего не так, как рассказывали в школе... Пример - про свет... - всем известно, что угол падения равен углу отражения... Но, собственно фотон, сам по себе отражаться не может (он либо поглотиться в атоме [отдаст свою энергию], либо пролетит мимо)... А коли так - что же тогда отражается?...

Послушайте несколько лекций Александра Сергеевича Чирцова -  получите массу удовольствия...

 

[Fillya 0]

Я не столько копаю глубоко, сколько хочу выработать систему правил для себя, чтобы говорить, что на постоянном токе вот так считаем, с такими ограничениями и упрощениями, и всё согласуется и работает. При этом на высоких частотах (в том смысле, что выше постоянного и до предела, ну, скажем в 10-100 ГГц работают еще и вот эти правила) и тогда раз-два-три нет никакой разрозненности между слепым (в физическом смысле) уравнениями и правилами расчёта схем и моим далеким и упрощённым представлением о том, что там в них примерно происходит. Разумеется я понимаю, что рано или поздно копание во что-то упрётся, в какую-то нерешаемую (пока-что) задачу. Это из-за того, что частенько (я заканчиваю университет) при работе со схемами, более сложными чем "вот тебе известная структурная схема, ты по методе параметры её рассчитаешь, прицепишь если надо пару элементов, потом считай что это чёрный ящик с набором данных и цепляй к ней другие типовые схемы, потом промоделируем (может быть) доправим, потом макет, а там видно будет". Особенно остро это встает, когда ты не просто DC-DC по тех. док. рассчитываешь или, опять-же, известную схему усилителя с расчётом в книге, а приходиться что-то дискретное добавлять к схеме, либо видоизменять типовую схему. Не понимаю порой что и как изменяется, касаемо токов и напряжений и т.д., это порождает заминки, ошибки. Вот и уже третий учебник, где-то про воду, где-то про электроны со скоростью 3 мм/сек, а сложить картину, удобную для себя не удаётся. В этом смысле программирование ну очень легко мне даётся - там чистое мат. пространство, более или менее определённый набор правил и понимать их легко. А электроника и схемотехника всё-равно нужна.

 

З.Ы. Как доп. пример: Есть типовая схема входного полосового фильтра, ты её считаешь, получаешь выходное сопротивление Rвых, которое она оказывает относительно последующего блока как некоторый условный источник напряжения. Потом берешь схему усилителя ОЭ, рассчитываешь параметры для выбранного транзистора, смотришь на Rвх. Говоришь - подходит, или - добавим согласующий резистор. А когда ты подцепляешь схему из условных одного, трёх-пяти элементов сразу встает вопрос - а как? Формул то заранее кем-то приведённых нету, что делать и как быть.

[варп 16]

В общем понятно из Ваших букв, что Вы хотите ПО БЫСТРОМУ заполучить ПОНИМАНИЕ... Увы, я Вас огорчу... - понимание растёт на знаниях..., глубокое понимание - на глубоких знаниях..., а это процесс ну очень не быстрый... Кроме того, знание и понимание - это совсем не одно и тоже, и первое - вовсе не гарантия второго... Ещё от генов много зависит... - с неподходящими генами в голове можно вообще никогда ничего не понять... Грустно..., но так устроен мир...

30 minutes ago, Fillya said:

.... Формул то заранее кем-то приведённых нету, что делать и как быть.

 

А формулы таки, видимо таки есть.... Подумайте - а как симуляторы электронных схем работают? Или симуляторы для проектирования антенн?

[Егоров 0]

Все потому, что программирование - ремесло, а схемотехника - искусство.
 Ну да, если проектировать квантовые приборы СВЧ, то там нужно разбираться в полях, группировке электронов и других тонкостях. Выбирать из сборника сказок от физиков соответствующую.
 А если вы проектируете фильтр на 100 кГц, то достаточно учебника для ПТУ, понимать что такое реактивное сопротивление и чувствовать закон Ома.
 В схемотехнике нужно иметь чутье и опыт. А опыт приобретается только в результате практической работы.
 Если вы лет 5 занимались операционными усилителями, то уже будете иметь определенный опыт В ЭТОЙ ОБЛАСТИ. Но если вам вдруг поручат сделать обратноходовой источник , то придется  в НОВОЙ ОБЛАСТИ доучиваться.
 Да, есть формулы, часто эмпирические, но вся схемотехника отвлеченными формулами не покрывается. И модели явлений в ней разнообразны, нужно знать пределы применимости каждой. Если вы работаете с цепями постоянного тока, то достаточно представлять как работает водопровод. Полный аналог. А если проектируете транзистор, то придется углубляться в физику твердого тела.
 Порою люди отлично расписывающие все дифуравнения абсолютно неспособны понять как же работает обычный трансформатор.  Реле не могут включить! ( тут по соседству тема есть, не преувеличение)
Они неспособны создать практическую конструкцию. Слишком детализируют модель и за деревьями, кустами, описанием травинок лес остается им не виден. А люди-то толковые, грамотные, не лентяи, хорошо и старательно учились.
Меня это всегда поражало. 
 Идите в подмастерья и попадите к хорошему мастеру. Будет и из вас мастер, только нужно налетать часы.

[SVNKz 1]

57 минут назад, Fillya сказал:

Вот и уже третий учебник, где-то про воду, где-то про электроны со скоростью 3 мм/сек, а сложить картину, удобную для себя не удаётся.

Не только у Вас не удаётся "сложить картинку" - это не получается с самого открытия существования электромагнитного поля (ЭМП). Немного теории из области ТЭМП и многое станет понятно.

[k155la3 26]

52 minutes ago, Fillya said:

. . . З.Ы. Как доп. пример: Есть типовая схема входного полосового фильтра, ты её считаешь, получаешь выходное сопротивление Rвых, которое она оказывает относительно последующего блока как некоторый условный источник напряжения. Потом берешь схему усилителя ОЭ, рассчитываешь параметры для выбранного транзистора, смотришь на Rвх. Говоришь - подходит, или - добавим согласующий резистор. А когда ты подцепляешь схему из условных одного, трёх-пяти элементов сразу встает вопрос - а как? Формул то заранее кем-то приведённых нету, что делать и как быть.

IMHO, не надо копать электроны и кванты. Тем более, в контексте формул. Все придумано до нас, как сказал мой земляк, "АстАнавитесь" (вовремя). 

Вот, к примеру, СВЧ девайс, содержащий скорее всего "типовой", возможно полосовой, фильтр. Рассчитывать такое вручную, наморщив лоб, скорее всего бесполезно. Да и зачем, если есть САПР, которая уже все "знает". Принцип "знания" очень простой - чем выше рабочие частоты - тем сложнее.

Отражения - см. "переходные процессы" и "длинные линии", есть вполне доступные для понимания водно-механо-пневматические аналоги явлений.

(это в контексте вышеупомянутых GHz)