Является ли 50% потеря энергии при зарядке шапки от батареи установленным правилом? [дубликат]

Этот вопрос аналогичен тому, что конденсатор сохраняет половину энергии при зарядке от батареи каждый раз?
(И нет, это не дубликат, он отличается тем, что сделан более понятным.)

То, что, казалось бы, изначально считалось чрезвычайно простым вопросом, не было хорошо понято. Так что это было переформулировано еще раз, чтобы быть еще более конкретным. Так что не дублирующий вопрос.

Следует понимать, что конденсатор начинается с 0 Дж и 0 В. Затем переключатель замыкается, чтобы подключить батарею к конденсатору, чтобы зарядить ее до того же уровня напряжения, что и батарея.

Теперь в конденсаторе хранится 7,2 миллиДжоуля энергии.

введите описание изображения здесь

Я имею в виду только представленную схему, которая работает точно так же, как изображено на схеме. Это реальная трасса, сделанная на верстаке. Он имеет потери из-за сопротивления в проводах, конденсаторе, аккумуляторе и переключателе.

Это не без потерь и поэтому не идеально, есть потери, как уже упоминалось выше.

Половина энергии теряется при совершении работы по передаче другой половины в конденсатор. Другими словами, количество работы, необходимой для передачи половины энергии в конденсатор, точно равно количеству энергии, запасенной в конденсаторе. Это общеизвестный факт из жизни и электроники.

Другими словами, если из батареи вышло 2 джоуля энергии, то только 1 из этих джоулей попадет в конденсатор.

Я спрашиваю: при зарядке конденсатора от батареи, является ли эта потеря 50% энергии и 50% накопленной энергии в конденсаторе установленным правилом?

Я имею в виду только эту точную схему или любую другую аналогичную схему с другой емкостью или другим напряжением батареи с точно таким же процессом простого замыкания переключателя только один раз.

Я не имею в виду линейную зарядку, ступенчатую зарядку или любой другой тип зарядки. Никакие другие компоненты не задействованы и не добавлены в схему. Простое замыкание переключателя для подключения батареи только к конденсатору .

Я знаю, что это другой вопрос, но он напрямую связан с первым вопросом, я не хочу задавать его в другом вопросе и рисковать дублировать вопрос, чего в любом случае не должно быть.

Другой вопрос: если потеря 50% энергии для передачи остальных 50% энергии является установленным правилом в камне, то какое напряжение должно быть на конденсаторе, чтобы удвоить энергию в конденсаторе, чтобы сделать ее равной 100% ?

Другими словами, какое напряжение должно быть у конденсатора, когда в нем содержится 14,4 мДж энергии, что должно быть вдвое или вдвое больше, чем 50%, если я вообще правильно понимаю это.

Не следует делать вывод, что я подразумеваю, что конденсатор способен получать 100% энергии, передаваемой от батареи, поскольку это совершенно невозможно и нелепо с данной схемой, а только спрашиваю, какое напряжение должно быть на конденсаторе в порядке. удвоить 50% передаваемой в него энергии?

Примените ответы, которые вам дали, особенно тщательное доказательство.
Я думаю, что ответ на исходный вопрос хороший, не так ли?
Ответ на «другой вопрос» — 17 В (12 В * sqrt(2)).
Не создавайте новый вопрос — вместо этого отредактируйте/перепишите/добавьте к оригиналу.
Потери все равно были бы истинными, если бы это были два конденсатора одинаковой емкости, один заряженный и один разряженный, а провода между ними были сверхпроводниками без потерь. Переключатель замкнут означает импульс Дирака. Преобразование Фурье говорит об излучении на всех частотах бесконечно малой, но отличной от нуля единичной энергии на Гц. Интегрируйте, и вы подсчитаете недостающую энергию. Возьми болометр, и ты найдешь потерянную энергию.
История продолжает повторяться с этим парнем... VTC.
@Winny - это не история, так как я нахожу ответы в реальности, которые никоим образом не соответствуют ни одному ответу, представленному до сих пор для схемы реального мира, почему бы вам просто не открыть свой разум немного больше, прежде чем комментировать установленные в камне правила электроника и физика и сайты.
В учебниках нет паразитов, они есть в вашем реальном мире. В любом случае, это вопрос мета. Вы не соблюдаете правила и рекомендации EE.SE.
Не создавайте новый вопрос, если испортите существующий. Вместо этого исправьте существующий.
@ Winny - Хорошо, вам нужно перестать помечать каждый вопрос как повторяющийся вопрос, когда это абсолютно не повторяющийся вопрос. И я хотел бы английский перевод для метавыпуска . Я понятия не имею, что это такое, и я полагаю, я должен быть гением, чтобы понять, что это правильно? Это простой вопрос.
@Olin Lathrop - Слишком поздно, я уже задавал вопрос снова, но это не тот же самый вопрос. Я не понимаю, как я должен исправить вопрос, на который уже потратили время другие, я бы вообще его удалил, но он мне не позволяет. Довольно глупо, если вы спросите меня, но вы этого не сделали, так что это не имеет значения.
Было совершенно ясно, с обоими вопросами, что это не какая-то теоретическая схема без потерь со сверхпроводниками или чем-то еще, это реальная схема с потерями, что, опять же, я ясно дал понять. Это трехкомпонентная схема, и я потрясен тем, что вопрос не был понят. До сих пор был только один реалистичный ответ, который фактически решил мой вопрос для меня, я думаю, что он должен быть образцом для подражания для остальных из вас. Так изучите его.
@Mark: « Я потрясен тем, что вопрос не был понят ». Если бы я задал вопрос и обнаружил, что многие опытные читатели не могут его понять, я бы усомнился в своей способности четко сформулировать вопрос.
@ Транзистор - Тогда скажи лучше, чем я. До тех пор я бы больше ничего не говорил.
Это абсолютно дубликат, потому что вы пытаетесь задать то же самое, что и в предыдущем вопросе. Вопросы можно редактировать.
Нет, ты вообще не понимаешь. Люди здесь не понимают простых вопросов, потому что ну, я думаю, они слишком простые. Конечно, я мог бы отредактировать вопрос, но он уже испорчен другими комментариями и ответами, которые уже вложены в вопрос. В любом случае, я уже пытался объяснить, в чем разница, и им все равно, и они все равно заявляют, что это дубликат. Это разрушило мою репутацию, и это был самый простой вопрос в мире. Этот вопрос был сделан более ясным, и поэтому на него был дан гораздо лучший и заметный ответ.

Ответы (1)

Значит напряжение в таком конденсаторе есть интеграл тока по времени ( В "=" В 0 + 1 / С * ∫ 0 Т я г т ).

Сразу видим проблему. Идеальный источник напряжения создаст напряжение 12 В на конденсаторе. Между тем, идеальный конденсатор заставит напряжение быть равным 0 В и начнет интегрировать ток, протекающий через него. Напряжение не может быть 0В и 12В одновременно.

Сопротивление батареи в помощь! Цепь имеет сопротивление. На самом деле, хороший кусок это сопротивление батареи. Итак, у нас действительно есть источник напряжения, резистор и конденсатор.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Это более управляемо. При переключении переключателя напряжение на конденсаторе равно 0, напряжение на резисторе 12В, и все в порядке. При t=0 через резистор проходит 100% мощности. Это означает, что ток течет, и конденсатор может заряжаться. Это увеличивает напряжение конденсатора в соответствии со следующим уравнением :

В "=" В с ( 1 + е − т р С )

где V_s — напряжение источника (12 В), t — время, R — сопротивление (паразитных элементов, таких как батарея), а C — емкость конденсатора.

Теперь мы можем найти ток. Так как весь ток протекает через резистор, а резистор имеет ( В с − В ) вольт через него, ток в любой момент времени равен В с − В р .

Теперь мы можем посмотреть на потери мощности в резисторе: ( В с − В ) 2 / р . Интегрируя это по времени, мы получаем

∫ 0 Т В с − В с ( 1 + е − т р С ) ) 2 р г т
"=" ∫ 0 Т В с 2 р е − т р С г т
[ 1 2 В с 2 С е Икс п ( − 2 т / р С ) ] 0 Т
1 2 В с 2 С е Икс п ( − 2 Т / р С ) − 1 2 В с 2 С

Теперь нас интересует «полностью заряженный», который мы получаем, когда T приближается к бесконечности. В этом случае первое слагаемое полностью выпадает (поскольку лим Икс → ∞ е − Икс "=" 0 ). Конечная потеря энергии на резисторе равна 1 2 В с 2 С .

Теперь, когда конденсатор полностью заряжен, его накопленная энергия определяется только мгновенным напряжением на конденсаторе. 1 2 С В 2 . Обратите внимание, что когда В "=" В с (т.е. полностью заряженный), эта энергия, накопленная в конденсаторе, точно равна энергии, потерянной резистором.

Это показывает, что если вы заряжаете конденсатор только от реального источника напряжения (например, батареи), вы должны потерять 50% энергии (на тепло).

Используйте \$тег для начала и окончания встроенного MathJAX и $$для всей строки.
@Транзистор Спасибо! Это намного доступнее! Я не понимал, что нужна обратная косая черта.
Еще одна хитрость заключается в том, чтобы поставить «s», «m» или «l» (маленький, средний, большой) перед .jpg для встроенного изображения или схемы. Он устраняет вид «схемы для слепых» на схемах, содержащих всего несколько компонентов. '...m.jpg' подойдет для вашего.
Мне нравится ваш ответ, но слишком много вопросов для новичков, требующих прямых и прямых ответов. Не говоря уже о том, что оно квантерионно или квадратично, но оно может показаться таковым тем, кто только начинает учиться и у кого глаза не разбегаются от таких формул, как эти. Несмотря на это, я принимаю этот ответ, поскольку окончательный ответ, который был необходим, был включен в самый конец, где вы должны потерять 50% энергии .
На самом деле было бы неплохо ответить на последнюю половину этого вопроса. Каким должно быть напряжение на конденсаторе, чтобы конденсатор имел удвоенную энергию 7,2 мДж, что составляет 14,4 мДж энергии? 16,9703 В?
@MarcStriebeck Это кажется очень прямым расчетом. Энергия пропорциональна квадрату напряжения, поэтому удвоение энергии означает, что мы должны увеличить напряжение на sqrt (2), поэтому вы были бы правы: 16,97 В.
@Cort Ammon - снова очень конкретный ответ на очень конкретный вопрос. Большое спасибо! Итак, теперь я вижу, как был произведен расчет. Так что просто сделайте конденсатор на 16,97 В. Спасибо!
@MarcStriebeck Когда вы говорите «100% энергии», возникает вопрос «100% чего?» В любой схеме зарядки, подобной этой, будут потери. Если вы зарядите конденсатор до «полного» с помощью такой простой схемы, он всегда будет тратить половину энергии, которую выдает батарея.
Это будет зависеть от того, как он туда попал. Конечно, это сообщение интегралов? Конденсатор на 17В будет разряжаться в батарею.
Допустим, батарея зарядила батарею на 100% энергии, которую я знаю, что это полный абсурд и никогда не произойдет, поскольку это невозможно, действительно ли напряжение в конденсаторе будет 16,97 В? Согласны ли вы с тем, что напряжение действительно должно быть таким? Упс, извините, не понял, что был ответ, прежде чем опубликовать это. Я удалил его в предыдущем ответе. Это реальный ответ.
Простое да или нет было бы хорошо. Не надо пояснений, как это невозможно, я уже сказал, что осознается, что это невозможно. В основном то, что я сейчас спрашиваю, будут ли 50% при удвоении энергии равны 100%?
Я знаю, что это кажется повторяющимся, мне все равно, потому что мне нужно знать это, чтобы обосновать что-то совершенно другое, и это хорошо для всех участников, так что если нет, то все в порядке, я думаю, что у меня достаточно ответов, чтобы подтвердить для себя, что это то, что я действительно вижу, в реальности.
@MarcStriebeck Если аккумулятор зарядил конденсатор до 14,4 мДж, его напряжение будет 16,97 В, независимо от того, как вы занимались своими делами. Какие соотношения вы хотите взять для формирования ваших процентов, зависит от вас. Сложно ответить на вопросы в форме «Игнорируя законы электротехники, можете ли вы дать мне ответ на эту электротехническую задачу?»
Это немного напоминает мне о проблемах, которые у них были с квантовой механикой и теорией относительности. У них была куча «терминов самодействия», которые шли до бесконечности. Они смогли доказать, что величина каждого члена уменьшается достаточно быстро, чтобы они могли просто «нормализовать» уравнения, чтобы избавиться от бесконечной суммы. Затем, когда они попытались согласовать это с теорией относительности, изменение формы пространства-времени нарушило этот процесс нормализации и привело к модели, которая предсказывала, что все частицы имеют бесконечную энергию. Ни один физик не пошел по пути «а что, если все действительно имеет бесконечную энергию».
Вместо этого все они пошли по пути «ну, эта модель не соответствует реальности, поэтому мы перестанем пытаться разобраться в числах в этой модели. Вместо этого мы сосредоточимся на создании новых моделей, которые больше отражают реальность». соответствующим образом».
@Corb & Ammon: Ну, это не так уж и сложно, поверьте мне. Я не говорю, что батарея может передать 100% в конденсатор, и это, безусловно, не причина задавать такой вопрос, особенно если вопрос просто вопрос «да» или «нет» о том, что половина энергии, умноженная вдвое, равна целому, или 100%. Законы электротехники не были проигнорированы, чтобы задать простой вопрос, который не требует 100% передачи энергии, так что будьте уверены. Хотя, что я могу сказать, так это то, что я видел некоторые довольно удивительные вещи, которые на самом деле не соответствуют тому, что было сказано здесь сегодня.
Как математически верное утверждение: «если некоторая величина X составляет 50% от Y, то 2X составляет 100% от Y». Такое заявление можно сделать. Меня беспокоит то, что это утверждение слишком очевидно, и я беспокоюсь, что вы, возможно, пытаетесь убрать «Если некоторая величина X составляет 50% от Y1, то 2X составляет 100% от Y2», что верно только в том случае, если Y1 = Y2
@Cort Ammon: Y1 не равно Y2. Просто игнорируйте все, кроме утверждения, которое слишком очевидно. Есть только один вопрос, все, что вне этого вопроса, не имеет значения. 50% х 2 = 100% — это все, что нужно учитывать.
Является ли 50% потеря энергии при зарядке шапки от батареи установленным правилом? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v