Потери энергии при разделении заряда между двумя конденсаторами

Довольно легко показать, что всегда есть потеря энергии, когда два конденсатора разделяют свой заряд для достижения одного и того же общего потенциала, но с такой же легкостью можно ли объяснить, почему это происходит на самом деле?

Я понимаю, что нет неявного предположения об омических/радиационных потерях при выводе величины потерь энергии (она всегда пропорциональна квадрату начального PD двух конденсаторов). Пусть они будут соединены проводом идеально пренебрежимо малого сопротивления (вот тут мой учебник проваливается, где написано, что потери могут быть омическими), и сделаны идеально замкнутой системой. Но математика говорит о том, что проблема потери энергии по-прежнему неизбежна. Но тогда куда девается энергия?

PS: В некоторых ответах в Интернете упоминается проблема бесконечного тока в нулевую секунду и такие термины, как импульс Дирака или дельта-функция , что, конечно, выходит за рамки моего понимания.

Я не знаю, но могу сделать обоснованное (?) предположение. Как только конденсаторы соединены и разность потенциалов установлена, на носители заряда действует сила. Они ускоряются. Но в конце концов они останавливаются. Я предполагаю, что энергия преобразуется в тепловую энергию при остановке.

Ответы (1)

Если вы соедините два конденсатора без потерь параллельно, заряд будет течь туда и обратно. Петля, образованная ими, будет накапливать энергию в виде магнитной энергии (из-за протекания тока), и в итоге вы получите резонансный контур. Частота резонанса будет определяться последовательной емкостью и индуктивностью контура. Так что истинного равновесия не будет - энергия меняется с электростатической на магнитную и обратно. Ускоряющие заряды будут излучать ЭМ-излучение, и в конечном итоге именно так излучается и «теряется» энергия.

На самом деле это принцип передатчика с искровым разрядником — самой ранней формы радио.

Нет необходимости ссылаться на «бесконечный ток», поскольку схема должна иметь конечный размер и, следовательно, индуктивность. Индуктивность, какой бы малой она ни была, предотвратит протекание бесконечного тока — она ограничивает скорость изменения тока в соответствии с

л г я г т "=" В

Разве ускорение зарядов не будет зависеть от длины или размера проволоки? В задаче не указано. Или чистая энергия излучается одинаково, независимо от размеров провода?
Вы правы в том, что во всем этом есть аспект «за цикл», но до того, как все установится в устойчивое состояние, половина энергии будет потеряна независимо от размеров провода, да.