Электрический ток. Часть 3
- 20 декабря 2013
- 4446
- 4
- kaktus-tut
-
По современным представлениям физиков, заряд в таком техническом устройстве, как конденсатор, накапливается в проводниках-обкладках.
Вот что об этом пишут учебники.
Мякишев Г.Я. «Физика. 10 класс». Страница 280:
«Важная характеристика проводников – электроемкость».
Страница 281:
«Под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из обкладок».
«Чем больше площадь пластин, тем больший заряд можно на них накопить .. С другой стороны, напряжение между пластинами .. пропорционально расстоянию между ними».
Смутно начиная понимать, что физики не правы, я провёл собственный эксперимент.
Я изготовил собственный конденсатор, примерно такой, как показывают в школе на уроках физики, и провёл эксперимент.
Я зарядил мой конденсатор с помощью электрофорной машины, а потом поднёс снизу к пластинам пламя зажигалки и провёл вдоль пластин.
Конденсатор разрядился.
Принято считать, что конденсатор разряжается в этом случае из-за ионизации газов, входящих в состав воздуха. Что, дескать, ионы хорошо проводят электрический ток. И через эти ионы конденсатор и разряжается.
Можно и так сказать.
Но я провёл ещё один опыт.
Я снова зарядил конденсатор и просто подул ртом между пластинами.
И что вы думаете?
Конденсатор разрядился!
Не долго думая, я принял решение, что:
заряд в конденсаторе накапливается в диэлектрике!!!
Весь мой небольшой опыт в данной области призывал меня принять именно такое решение.
Безусловно, я был немало удивлён таким выводом.
И попытался найти на просторах интернета хоть какое-либо подтверждение.
И такие подтверждения я нашёл.
Одно из них есть на ресурсе Заряд, содержащем довольно большое количество полезной информации. Конкретно о конденсаторе автор данного ресурса рассказывает в видео, которое можно посмотреть здесь: http://youtu.be/zBLrVjYKE_k.
Другое подтверждение моего вывода можно посмотреть здесь: http://youtu.be/hw01v6Cxp7M.
Расскажи в социальных сетях:
И что вы думаете?
Конденсатор разрядился!
Не долго думая, я принял решение, что:
заряд в конденсаторе накапливается в диэлектрике!!!
Весь мой небольшой опыт в данной области призывал меня принять именно такое решение.
Довольно экзотично! Поражает наивность подхода к научным изысканиям и торопыжничество выводов.
Интересно, а автор не опасался вызвать грозу в помещении, в котором он выдувал "заряженный" воздух из пространства между обкладками конденсатора?
Проводя опыты надо хоть немного заботиться о чистоте эксперимента, проводить опыты многократно, изменяя окружающие условия, чтобы выявить сторонние факторы влияющие на результат и исключить их.
В данном примере, автор не позаботился научиться выдыхать чистый воздух, а не подогретую в лёгких смесь газов содержащую пары, в наличии которых можно легко и воочию убедится, подув на холодное стекло или зеркало.
Мельчайшие капельки воды, конденсирующиеся в выдыхаемом воздухе, способствуют образованию проводимости и стеканию избыточного заряда с одной пластины конденсатора на другую. По этой же причине электростатические эффекты гораздо хуже проявляются в условиях повышенной влажности воздуха, чем в сухую погоду. Дело именно в этом, а не в том, что автору удалось "выдуть" заряд из конденсатора в окружающее пространство.
Электрический заряд может накапливаться на поверхности любого вещества, без разницы, диэлектриком это вещество является или проводником. Разница лишь в том, что по проводнику заряд может переместиться, а по диэлектрику нет. Если между заряжаемыми металлическими пластинами поместить диэлектрический материал, заряды, стремясь уравновесить разность потенциалов, беспрепятственно перейдут с проводника на поверхность диэлектрика, но дальше двигаться не смогут из за отсутствия проводимости диэлектрического материала. В этом случае, можно условно сказать, что заряд накоплен в диэлектрике, а точнее на его поверхности.
Но если поместить металлические пластины в вакуум, т. е. исключить наличие какого либо материала между пластинами, такой конденсатор будет прекрасно работать, накапливать и отдавать заряд при отсутствии диэлектрического материала. Просто зарядам некуда будет стечь с проводника и они останутся на поверхностях металлических пластин, обращенных друг к другу. В этом случае, заряд будет накоплен на проводнике.
Поэтому, выводы автора и приведённые им примеры опытов других любителей примитивных экспериментов, касаются лишь частных случаев из общей теории электроёмкости материалов. Но эти выводы не будут объективны в других условиях.
К тому же, экспериментируя, хотя бы в меру возможностей, следует устранять влияние сторонних факторов, способных повлиять на результаты. А на видеороликах явно видно, что в зоне опыта находятся компьютеры, генераторы высокого напряжения, электропроводки и другие источники электромагнитных излучений, ничем не экранированные. В серьёзном эксперименте стараются устранить влияние множества сторонних факторов, таких как - вибрация, магнитное поле, свет, звук, влажность, пыль...
Хорошо ещё, что у подобных энтузиастов нет высокоточных приборов, а то бы они со своим примитивным подходом, намеряв кучу погрешностей, стали бы гнобить основы электротехники, утверждая что общепринятые законы неверны, потому, что их экспериментальные замеры опровергают теорию. А всего лишь, "руки надо было помыть щитильней".
И вообще, не стоит придираться к условностям, принятым в науке. Фактически все области прикладных наук, построены не на истинном знании, а на условностях, на догматике, на постулатах и аксиомах, на эмпирических моделях (слово «эмпирический» буквально означает «то, что воспринимается органами чувств»).
Это связано с тем, что человеческий мозг позволяет вообразить лишь визуальный образ построенный по принципу образа зрительного восприятия, а многие физические процессы невозможно напрямую визуализировать в виде образной картины или мыслеформы, которая будет постижима для логического мышления.
Поэтому и прибегают к условным моделям, доступным для воображения, понимания и теоретизирования. Естественно, что приближённые модели не есть верх совершенства, но они позволяют вести достаточно точные расчёты и разрабатывать новую технику. В прикладных науках ценится не столько объективность знаний, сколько практичность их применения.
Можно, к примеру, построить теорию конденсатора на условном предположении, что пластины при сообщении им заряда набухают или обретают большую плотность. Если такую модель удастся теоретизировать так, что она позволит вести практические расчёты и успешно проектировать конденсаторы, её можно смело использовать и вносить в учебники, несмотря на то, что никакого набухания на самом деле не происходит. Надо лишь понимать, что это условная модель, а не высшая истина.