Насосы и резервуары
Аналогично шеф!
Обычно наши представления о гидродинамике ограничиваются сантехникой. Так и электрики, по привычке, рисуют свои схемы используя привычные образы "емкость" ("резервуар"), "провод" ("труба"), "источник питания" ("насос"), "диод" ("клапан"), "резистор" ("трубка поуже"), "индуктивность" ("воздушная пробка"). Можно найти аналогии и в движении электронов и турбулентном потоке жидкости. Но хватит аналогий. При всей своей полезности они могут увести неведомо куда.
В свое время я зубрил диэлектрические антенны. Это такая палка, засунутая в волновод (труба, обычно прямоугольного сечения) и торчащая из него на величину нескольких длин волн. Их особенность была в том, что использовался эффект замедления поля (для согласования с волноводом) и то что поле концентрируется в диэлектриках пропорционально значению диэлектрической проницаемости. Тут на днях я снова столкнулся с этим явлением. Оказалось, что сухой кирпич - тоже диэлектрик и на метровых волнах такая антенна может иметь хорошее усиление, особенно когда этого не ожидаешь.
Почему радиотехники утверждают что поле концентрируется из свободного пространства в диэлектрик, в этом пространстве находящийся? Просто в этом диэлектрике сконцентрированы носители поля - электроны. Их концентрация на единицу объема пропорциональна количеству атомов, а их (думаю, спорить не будете) в твердом диэлектрике по сравнению с газом на единицу объема больше. Такая вот труба получается... слегка сетчатая...
Конденсатор, тот который емкость, также использует свойства диэлектрика. Как он запасает энергию? Также как и при объяснении диэлектрической проницаемости вернусь к понятиям нескольких разрешенных орбит. Уже понятно? Еще это явление называют "поляризацией диэлектрика". То есть постепенно, один за другим электроны прыгают на другие орбиты, смещенные в пространстве (количество перепрыгнувших определяется напряженностью поля). И при смене знака поля они возвращаются на старые орбиты.
Очень интересен процесс "разряда" конденсатора через простой проводник. Цепь то так и не замыкается. Откуда же берется энергия необходимая для перескока электронов с орбиты на орбиту? А происходит это так: электроны проводника, почуяв разность потенциалов, устремляются к соответствующей обкладке конденсатора. Электроны не имеют никакого отношения к святому духу, и поэтому имеют массу. Небольшую, но массу. Поэтому процесс их разгона занимает некоторое время и поскольку этот процесс не мгновенен, в гонку вступает несколько больше электронов, чем требуется. И вся эта толпа с ускорением несется по проводнику в надежде достигнуть обкладки конденсатора. Это продолжается пока разность потенциалов в диэлектрике не будет скомпенсирована притоком электронов. Начиная с этого момента, электроны начинают останавливаться.
Помните? Небольшую, но массу! Они не могут остановиться мгновенно. Короче, заряд примчавшихся на зов электронов (по сути, тоже разность потенциалов) оказывается выше (и намного) чем вызвавшая этот процесс разность потенциалов в диэлектрике. Начинается лавинообразный процесс возвращения электронов на старые орбиты (он также занимает некоторое время). Если быть точным, то в результате такого фокуса потенциал на обкладках конденсатора с размаху перелетает через ноль и оказывается обратным тому, который был в начале процесса. Автоколебания блин. И только сопротивление проводника постепенно приводит эти качели в положение равновесия.
Кстати, а где же индуктивность? Откуда же без нее взялись колебания? Нас учили что она должна быть! Переход электрического поля в магнитное и наоборот... Закон сохранения ... Да есть она. И с сохранением все в порядке
. То, что мы называем индуктивностью это коэффициент пропорциональный массе (количеству) вовлеченных в гонку электронов. Чем длиннее проводник, тем большая масса электронов обрушивается на бедный конденсатор и тем дольше она его атакует.А вот магнитное поле поищите здесь без меня.