Не знаете, почему энергия, хранящаяся в конденсаторе, связана с перемещением заряда с одной пластины на другую?

Согласно этому видео и множеству других источников, мы можем рассчитать энергию, хранящуюся в конденсаторе, используя идею, объединяющую работу, выполняемую при перемещении заряда с одной пластины на другую при мгновенных уровнях заряда. г д . Но я не понимаю, как можно говорить о работе, совершаемой при перемещении каждого заряда с одной пластины на другую, когда в действительности заряды не перескакивают с пластины на другую. Им предстоит пройти через аккумулятор, где им подается разность потенциалов ϵ а затем перейти от этого более высокого напряжения к мгновенному более низкому напряжению конденсатора, В . Итак, я вижу, как возникает электрическое поле, вызванное тем, что батарея имеет более высокое напряжение, чем конденсатор, но я не понимаю, как разница напряжений между пластинами связана с тем, что происходит, если рассматривать возможность перемещения одного заряда на другую пластину.

Я приведу вам пример того, что я думаю, чтобы, возможно, прояснить это. В начале, когда обе пластины нейтральны по заряду, и 10 В батарея подключена, (при обычном токе) протоны будут проходить через батарею и приобретать потенциал 10В, поэтому работа, совершаемая батареей, равна 10 * г д , и это должно происходить для каждого заряда, так как каждому заряду придан потенциал 10 В когда он проходит через батарею, независимо от того, где вы находитесь в процессе зарядки емкости. Но говорят, что при первом заряде не совершается никакой работы по перемещению заряда с одной пластины на другую. Но батарея должна была совершить работу, чтобы переместить заряд через батарею! Так где же я ошибся в мыслях?

Ответы (2)

Где вы ошиблись, так это в предполагаемой вами модели того, как токи формируются на уровне атомов.

Для начала нужен проводник для тока.

Затем накладывается разность потенциалов , которая действует на электроны в зоне проводимости, поэтому в проводниках подвижны электроны, а не протоны.

Затем, поскольку в проводнике бесчисленное множество атомов, электроны имеют скорость дрейфа , ни один электрон не начинается с одной стороны цепи и не заканчивается на другой. Таким образом, грани конденсатора заряжаются электронами, покидающими одну пластину, и электронами, появляющимися на другой, но настоящие электроны просто «толкают» друг друга,

скорость дрейфа

Что делает батарея , она похожа на химический приемник электронов на стороне + и источник электронов на стороне -: она притягивает электроны, которые дрейфуют от поверхности конденсатора А и начинают дрейфовать скорость в цепи, электроны толкают друг друга. через батарею к лицу B. Таким образом, между двумя пластинами устанавливается разность потенциалов.

С точки зрения сохранения энергии измерение потенциала между двумя пластинами с помощью пробного заряда является правильным методом. Нет необходимости проходить долгий процесс движения по цепи.

Спасибо за Ваш ответ. Так как же тогда электроны начинают течь, как только вы подключаете их к батарее? Они хотят течь от низкого к высокому напряжению, но на отрицательном конце батареи 0 вольт, как и на обеих пластинах конденсатора, так что же дает им поле для движения к батарее?
электроны рядом с электродами идут к батарее, пространство, которое они покидают, создает положительный заряд, притягивающий следующий электрон в ряду и так далее.

Но говорят, что при первом заряде не совершается никакой работы по перемещению заряда с одной пластины на другую. Но батарея должна была совершить работу, чтобы переместить заряд через батарею! Так где же я ошибся в мыслях?

Я полагаю, вы ошиблись, думая, что работа, проделанная батареей , должна быть работой, проделанной конденсатором . Как только вы признаете, что это не так, должно быть ясно, почему не совершается никакой работы (на конденсаторе) «для первого заряда».

Предполагая, что конденсатор изначально разряжен, на конденсаторе есть ноль вольт. Тогда должно быть некоторое сопротивление (например, фактический резистор или внутреннее сопротивление батареи) между конденсатором и 10 В батарея в вашем примере.

Первоначально все напряжение батареи падает на это сопротивление, и поэтому, хотя батарея выполняет работу по «перемещению первого заряда», работа выполняется на сопротивлении, а не на конденсаторе. Иными словами, первоначальная мгновенная мощность, отдаваемая батареей, идет на нагрев сопротивления, а не на зарядку конденсатора.

Когда конденсатор заряжается, напряжение на конденсаторе увеличивается, а напряжение на сопротивлении уменьшается. Это означает, что меньшая часть мощности, отдаваемой батареей, идет на нагрев сопротивления, а большая часть мощности идет на увеличение энергии, хранящейся в конденсаторе.

Не знаете, почему энергия, хранящаяся в конденсаторе, связана с перемещением заряда с одной пластины на другую?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v