Вектор Умова-Пойнтинга для проводника с постоянным током. Опции

[Зиновий]

Максимальный КПД антенны осуществляется только при условии согласования сопротивления антенны с сопротивлением источника (потребителя).
Вам 2 балла за безграмотность в обсуждаемом вопросе и КОЛ за попытку фальсифицировать обсуждение. :-: :-:
Дальнейшее обсуждение с Вами вопросов связанных с физикой работы электрических систем мне не представляется интересным.
Нет времени на пустой треп с невеждой...

Зиновий!
Кпд антенны не зависит от её согласования с источником. В любой книге по радиотехнике приводится формула кпд.
Rиз/(Rиз + Rпотерь)
От согласования зависит максимум энергии, поступившей в антенну.

Действительно, КПД собственно антенны зависит от соотношения активного сопротивления потерь и сопротивления излучения.
Но реальный КПД антенны определяется в том числе и согласованием антенны с источником или нагрузкой.

Мне не понятны вынесения оценок оппоненту. До RU3 это делал другой участник в ваш адрес.

Уточните ник этого участника.

Дело, конечно, ваше. Но как по мне, то оппонентам достаточно грамотно изложить своё понимание вопроса, задать уточняющие вопросы и в случае несогласия разойтись, как в море корабли, не паля друг в друга из всех орудий.

Не я первый начал "палить".

После достижения штиля в теме я хотел бы задать ещё несколько вопросов для продолжения банкета.

Продолжим.

по 1. Согласно, электродинамике Максвелла, якобы существует вихревая составляющая напряженности электрического поля, равная производной по времени от векторного потенциала магнитного поля.
Вот эта, якобы напряженность, действительно, зависит от частоты.

Ясно. Это моя глупость, я позабыл что в уравнениях справа стоят производные. Производная это изменение, которое и существует в колебаниях.
Просто я, фактически, уже не рассматриваю эти утверждения о вихревом электрическом поле, отбросив эту гипотезу Максвелла и предпочитая видеть в уме происходящее так как оно есть.

по 2. В ближней зоне антенны преобладает реактивная составляющая векторного потенциала магнитного поля.
Изменяясь во времени, она осуществляет ионизацию неоновой лампочки.
Сопротивление излучения антенны определяет векторные величины магнитной волны в средней и дальней зонах антенны.

Я полагаю, что выяснить это помогло бы следующее:

1. Экранировка неоновой лампочки с помощью тонкой магнитопроницаемой сетки, например изготовленной из медной проволоки. В этом случае электрическое поле бы экранировалось (клетка Фарадея), а магнитное проникало бы, за исключением потерь на токи, которые оно наводит в короткозамкнутых ячейках.

2. изготовление в качестве "неоновой лампочки" просто маленькой колбочки с неоном. Это помогло бы установить, что возбуждение испытывает непосредственно сам объем газа.

по. 3. Если вспомнить опыты Тесла с высоковольтными электрическими источниками, то электрическое поле не бжигало человека, хотя заставляло светиться воздух вокруг.
Обжигают токи Фуко, индуцируемые в теле человека.
Что легко проверить.
Вы можете поднести руку к антенне передатчика, а другой рукой касаться и отпускать контакты заземления.
Никаких изменений при этом Вы не обнаружите.
Имеют место индукционные токи, широко используемые в промышленности для индукционного нагрева.
В том числе и в СВЧ печах.

Кажется догадался.
Вероятно, суть в том, что непосредственно возле проводников антенны напряженность переменного магнитного поля настолько велика, что именно в этой зоне, при поднесении пальца в приповерхностном слое кожи происходит индуктивный нагрев.

Но насчет того, что у Тесла (и у экспериментирующих с катушкой Тесла) не происходит нагрева - это, с мой точки зрения зависит от напряженности электрического поля и частоты (т.е. от мощности излучения). Как только она станет достаточной для конденсаторного нагрева, сами понимаете, просто начнется конденсаторный нагрев тел в переменном электрическом поле.

И еще вопрос.
Что мешает людям проверить что антенна излучает именно магнитные волны и там существует именно переменное магнитное поле?
Ведь для этого достаточно окружить антенну сеткой Фарадея, блокирующей электрическое поле.

[Зиновий]

по 1. Согласно, электродинамике Максвелла, якобы существует вихревая составляющая напряженности электрического поля, равная производной по времени от векторного потенциала магнитного поля.
Вот эта, якобы напряженность, действительно, зависит от частоты.

Ясно. Это моя глупость, я позабыл что в уравнениях справа стоят производные. Производная это изменение, которое и существует в колебаниях.
Просто я, фактически, уже не рассматриваю эти утверждения о вихревом электрическом поле, отбросив эту гипотезу Максвелла и предпочитая видеть в уме происходящее так как оно есть.

Но, рассматривая ответы оппонентов, надо учитывать, что они ориентируются по официальной версии.

по 2. В ближней зоне антенны преобладает реактивная составляющая векторного потенциала магнитного поля.
Изменяясь во времени, она осуществляет ионизацию неоновой лампочки.
Сопротивление излучения антенны определяет векторные величины магнитной волны в средней и дальней зонах антенны.

Я полагаю, что выяснить это помогло бы следующее:

1. Экранировка неоновой лампочки с помощью тонкой магнитопроницаемой сетки, например изготовленной из медной проволоки. В этом случае электрическое поле бы экранировалось (клетка Фарадея), а магнитное проникало бы, за исключением потерь на токи, которые оно наводит в короткозамкнутых ячейках.

2. изготовление в качестве "неоновой лампочки" просто маленькой колбочки с неоном. Это помогло бы установить, что возбуждение испытывает непосредственно сам объем газа.

по 1. В диаппазоне ВЧ и СВЧ глубина проникновения магнитного поля в металл измеряется десятками микрон и, соответственно росту частоты, еще меньше.
Так осуществляется экранирование ВЧ и СВЧ магнитных полей.
И на этом принципе работает радиолокация.
Тогда, как "клетка Фарадея" осуществляет экранировку внутреннего объема клетки от внешних электрических полей.
Если Вы поместите источник электрического поля в незаземленную клетку Фарадея, то экранировки электрического поля не произойдет.

по 2.
Именно так и делается.
На лабораторных работах по РЛС перед антенной РЛС кладется герметично запаянная стеклянная колба с неоном.
При прохождении луча вращающейся антенны через колбу в ней вспыхивало свечение.
Но точные измерения проводятся либо с помощью маленького витка проволоки, либо коротеньким измерительным диполем.

по. 3. Если вспомнить опыты Тесла с высоковольтными электрическими источниками, то электрическое поле не бжигало человека, хотя заставляло светиться воздух вокруг.
Обжигают токи Фуко, индуцируемые в теле человека.
Что легко проверить.
Вы можете поднести руку к антенне передатчика, а другой рукой касаться и отпускать контакты заземления.
Никаких изменений при этом Вы не обнаружите.
Имеют место индукционные токи, широко используемые в промышленности для индукционного нагрева.
В том числе и в СВЧ печах.

Кажется догадался.
Вероятно, суть в том, что непосредственно возле проводников антенны напряженность переменного магнитного поля настолько велика, что именно в этой зоне, при поднесении пальца в приповерхностном слое кожи происходит индуктивный нагрев.

Но насчет того, что у Тесла (и у экспериментирующих с катушкой Тесла) не происходит нагрева - это, с мой точки зрения зависит от напряженности электрического поля и частоты (т.е. от мощности излучения). Как только она станет достаточной для конденсаторного нагрева, сами понимаете, просто начнется конденсаторный нагрев тел в переменном электрическом поле.

Совершенно верно.
Но только надо учесть, что должны быть достигнуты значительные токи смещения.
В опытах Тесла токи смещения были незначительны.

И еще вопрос.
Что мешает людям проверить что антенна излучает именно магнитные волны и там существует именно переменное магнитное поле?
Ведь для этого достаточно окружить антенну сеткой Фарадея, блокирующей электрическое поле.

Как я уже разъяснял выше, клетка Фарадея не решает проблемы.
Но эксперимент с витком однозначно демонстрирует магнитную природу т.н. ЭМВ.
Но это никому не нужно.
Инженеры работают по своим "рабочим формулам", а "академикам" нет смысла, что ни будь менять.
Рухнет все, что они понаписали в течении ХХ-го века (кривые пространства, черные дыры, бозоны и т.д.).
А вместе с этим рухнут их звания и деньги...

Познавательная тема, поднимает настроение!
Особенно индукционный ожог пальца в магнитном поле!
Экспериментаторам предлагаю (бесплатно!) старое военное железо. Конкретно, радиостанцию Р-107.
Для засовывания пальца в пустой разъем антенны. Бесконтактный метод - для экстрасенсов.

Вспомнился еще один эксперимент.
Берем два древних сотовых телефона (мощность 2 Вт), организуем "вызов", телефоны начинают общаться между собой. Ставим телефоны на стол, а между ними помещаем яйцо.
Независимый наблюдатель засекает время, необходимое до получения эффекта - яйцо всмятку.
Кто угадает время, за которое яйцо сварится "вкрутую"?

Познавательная тема, поднимает настроение!
Особенно индукционный ожог пальца в магнитном поле!
Экспериментаторам предлагаю (бесплатно!) старое военное железо. Конкретно, радиостанцию Р-107.
Для засовывания пальца в пустой разъем антенны. Бесконтактный метод - для экстрасенсов.

Допустим, поднимает настроение. И допустим, вы и вправду предлагаете радиостанцию Р-107.
Но вы ничего не написали по существу. Вы как-то опровергаете суть сказанного?

Вспомнился еще один эксперимент.
Берем два древних сотовых телефона (мощность 2 Вт), организуем "вызов", телефоны начинают общаться между собой. Ставим телефоны на стол, а между ними помещаем яйцо.
Независимый наблюдатель засекает время, необходимое до получения эффекта - яйцо всмятку.
Кто угадает время, за которое яйцо сварится "вкрутую"?

FAIL. Провалено.
Телефоны общаются не между собой, а между телефоном и базовой станцией.

(Несмотря на то, что на Youtube есть видео такой шутки-подделки, как поджаривание попкорна двумя сотовыми, это подделка).

2W слишком малая мощность, чтобы получить яйцо всмятку, даже если она будет выделяться непосредственно в виде тепловой мощности.
Вломы считать, но для длительной варки яйца (т.е. достижения и поддержания 100 градусов) еще необходимо обеспечить теплоизоляцию, чтобы эти 2W не рассеивались в виде теплопотерь, которые сопоставимы.

А уж 2W в виде излучения... Ну что-то там поглотится яйцом. Кому надо может посчитать - это нетривиально, т.к. входные условия слишком общие. Не так давно я приводил исследования с англ. Wikipedia о поглощении излучения головой. Можно приблизить к яйцу...

И наконец, нужно еще выяснить, что это за 2W. Это скорее всего не средневзвешенные 2W, а в таких стандартах как GSM это очень хитрые 2W, плохие 2W, совсем не пригодные для варки яйца 2W (шутка).

Короче, в нормальных условиях t варки стремится к ∞

И еще вопрос.
Как электродинамика связана с яйцами? Уж слишком велика сходимость. Дело в том, что Зиновий в свое время даже публиковал тему, Почему куриные яйца после варки плохо чистятся

[Зиновий]

Познавательная тема, поднимает настроение!
Особенно индукционный ожог пальца в магнитном поле!
Экспериментаторам предлагаю (бесплатно!) старое военное железо. Конкретно, радиостанцию Р-107.
Для засовывания пальца в пустой разъем антенны. Бесконтактный метод - для экстрасенсов.

Допустим, поднимает настроение. И допустим, вы и вправду предлагаете радиостанцию Р-107.
Но вы ничего не написали по существу. Вы как-то опровергаете суть сказанного?

Этим своим "выступлением" участник 'RU3' еще раз продемонстрировал свою некомпетентность в обсуждаемом вопросе (интернет знакомство).
Плотность потока энергии (ВП) излучаемой антенной передатчика убывает при удалении от антенны обратно пропорционально квадрату удаления от антенны.
Положив, диаметр провода антенны 1 мм (реально гораздо меньше), мы увидим, что на расстоянии 1 см плотность потока энергии уменьшится в 100 раз.
Уже в сантиметре от антенны мобильника неонка гореть не будет.
О какой "варке яиц" пишет RU3?
В СВЧ печи (микроволновка) при СВЧ мощности 800 Ватт, для обеспечения необходимых условий варки, эта мощность возбуждается внутри металлической закрытой камеры, исключающей утечку мощности СВЧ.
Еще раз предлагаю RU3, не забалтывать пустым, безграмотным трепом тему дискуссии.

Обезьяна с бананом

Электродинамика связана с яйцами в той же степени, как и нагрев пальца в магнитном поле. О сходимости даже и не догадывался.

По делу: пока не дотронешься пальцем до кончика антенны, никакого ожога не будет. Здесь эффект прямого прохождения ВЧ тока.

К сожалению, про средневзвешенные Ватты не знаю.

добрый вечер

...однако
...никогда не думал, что обжигаюсь индукционными токами
...обычно банальным ВЧ напряжением
...
...и пальцы свои к антенне протягивать не советую, тем более взявшись за землю, даже если хотите пощупать пучность тока....

...ну, а если кто имел дело с короткими антеннами, тот поймет, что приближение к ней...рук, ног, головы, других частей тела....очень сказывается на её входное сопротивление....

...с уважением, Алексей

...сорри за оффтоп

[Зиновий]

добрый вечер
...и пальцы свои к антенне протягивать не советую, тем более взявшись за землю, даже если хотите пощупать пучность тока....

Рекомендую, если боитесь, снизьте мощность передатчика, коснитесь антенны и, держась за антенну одной рукой, другой коснитесь корпуса передатчика.
Уверяю Вас, прикосновение к "земле" не приведет ни к каким изменениям вообще.

Уверяю Вас, прикосновение к "земле" не приведет ни к каким изменениям вообще.

...я извиняюсь, но мое рабочее место от точки питания антенны на расстоянии вытянутой руки.
...и не однократно прикасался и руки протягивал для настройки согласующего контура в резонанс...и прекрасно видно, что на что и когда реагирует и влияет....
....и ВЧ напряжение прожигает порой до кости, ( а не только тонкий слой кожи)

...правда мощность у меня 1 кВт )))

...с уважением, Алексей

[Зиновий]

Уверяю Вас, прикосновение к "земле" не приведет ни к каким изменениям вообще.

...я извиняюсь, но мое рабочее место от точки питания антенны на расстоянии вытянутой руки.
...и не однократно прикасался и руки протягивал для настройки согласующего контура в резонанс...и прекрасно видно, что на что и когда реагирует и влияет....
....и ВЧ напряжение прожигает порой до кости, ( а не только тонкий слой кожи)

...правда мощность у меня 1 кВт )))

...с уважением, Алексей

Я не сомневаюсь про влияние руки подносимой к антенне.
Вы описываете совсем другой порядок эксперимента.
Проведите эксперимент так, как я Вам описал.

Я не сомневаюсь про влияние руки подносимой к антенне.
Вы описываете совсем другой порядок эксперимента.
Проведите эксперимент так, как я Вам описал.

Здравствуйте, Зиновий Исаакович.

...дело в том, что большинство антенн запитываются в пучности тока
...и действительно поднося руку к пучности тока, или заземляя элемент директора или рефлектора в многоэлементных антеннах больших изменений нет.

...если антенна запитана в пучности напряжения, то постороние предметы существенно влияют
...я использую П-образный диполь , с балкона 14 этажа, в точке питания пучность напряжения, тут же находится и СУ, поэтому повторить ваш эксперемент не составляет труда, да и повторял ни раз - одной рукой держась за трансивер (заземленый) другой подстраивая согласующий контур, находящийся непосредственно в точке питания антенны.
...потому и пишу, что обжигаясь ВЧ напряжением слабо верится, что это индукционные токи , которые прожигают очень глубоко и через ногти в том числе )


...извеняюсь, что вмешался в ваш разговор


...с уважением, Алексей

[Зиновий]

Я не сомневаюсь про влияние руки подносимой к антенне.
Вы описываете совсем другой порядок эксперимента.
Проведите эксперимент так, как я Вам описал.

Здравствуйте, Зиновий Исаакович.

...дело в том, что большинство антенн запитываются в пучности тока
...и действительно поднося руку к пучности тока, или заземляя элемент директора или рефлектора в многоэлементных антеннах больших изменений нет.

...если антенна запитана в пучности напряжения, то постороние предметы существенно влияют
...я использую П-образный диполь , с балкона 14 этажа, в точке питания пучность напряжения, тут же находится и СУ, поэтому повторить ваш эксперемент не составляет труда, да и повторял ни раз - одной рукой держась за трансивер (заземленый) другой подстраивая согласующий контур, находящийся непосредственно в точке питания антенны.
...потому и пишу, что обжигаясь ВЧ напряжением слабо верится, что это индукционные токи , которые прожигают очень глубоко и через ногти в том числе )


...извеняюсь, что вмешался в ваш разговор


...с уважением, Алексей

Повторяю.
Речь идет не о прикасании к антенне, а об отсутствии влияния касания рукой "земли", при контакте другой руки с антенной.

В былые годы, сам лично проводил опыты с катушкой Тесла.
Один вывод катушки был заземлен.
Другой был подключен к сосуду Дюара, установленному на двух метровой высоте, на изоляционной подставке.
Подводимая мощность от генератора составляла 3 Ватта, на частоте 150 кГц.
Неоновая лампа лежала на раскрытой ладони наблюдателя и светилась даже на расстоянии более 3 м от сосуда Дюара.
Никаких ожегов или неприятных ощущений не было.
Аналогичное было и в опытах Тесла.

http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/11208.html
"Мы начнем с теоремы Пойнтинга. Общеизвестно, что для ее доказательства Пойнтинг использовал только два из четырех уравнений Максвелла. Он получил закон сохранения для поперечной электромагнитной волны. С тех пор вектором Пойнтинга как шаблоном пользуются во всех случаях даже тогда, когда он принципиально неприменим и ведет к абсурдным результатам."

[Зиновий]

http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/11208.html
"Мы начнем с теоремы Пойнтинга. Общеизвестно, что для ее доказательства Пойнтинг использовал только два из четырех уравнений Максвелла. Он получил закон сохранения для поперечной электромагнитной волны. С тех пор вектором Пойнтинга как шаблоном пользуются во всех случаях даже тогда, когда он принципиально неприменим и ведет к абсурдным результатам."

Я знаком с этой работой уже более 10-ти лет.
Одно могу сказать.
Слова правильные, а дальше все неверно.
Авторы так и не смогли критически оценить уравнения электродинамики с позиции теоремы единственности векторного анализа - ТЕОРЕМА ЕДИНСТВЕННОСТИ ВЕКТОРНОГО АНАЛИЗА-ТЕОРЕМА ГЕЛЬМГОЛЬЦА.
В свое время, в ответ на их письмо, я написал объяснение своего подхода к уравнениям электродинамики.
На этом наше общение и закончилось.

Источник:
http://goo.gl/Z2f2h
А также:
"На рис. показан участок двухпроводной линии передачи постоянного тока, направление которого отмечено стрелками. Имея в виду, что потенциал φ2 > φ1, установить с помощью вектора Пойнтинга, где находится генератор тока (слева, справа?)"

Источник:
Задачник по общей физике. Иродов И. Е. , задача 4.207
Интересно Ваше мнение.

Сообщение отредактировал Mr. X - 24.10.2011, 0:26

[Зиновий]

Источник:
Задачник по общей физике. Иродов И. Е. , задача 4.207
Интересно Ваше мнение.

См. сообщение #5 данной темы.

См. сообщение #5 данной темы.

Если я правильно Вас понимаю, Ваша позиция отраженная в п. № 5 не совпадает с положениями, приведенными мною в п. №116. Пржеде всего я вижу разногласия в физическом смысле P
В Ваших расчетах P направлен вдоль линии тока в нагрузке, обращается в ноль и меняет направление в его середине. В приведенных мною примерах P направлен от источника энергии перепендикулярно к проводнику-нагрузке.
Таким образом в первом случае переносчиком энергии служит ток, во втором случае внешние по отношению к нагрузке, грдиентное E и вихревое H
Все-таки я думаю, что второй вариант имеет больше физического смысла.
ОК.
У меня к Вам вопрос: по Вашему виденью (я прочитал Вашу статью об ур-х Максвелла) взаимодействия поля H (t) и покоящегося заряда. Как направлена сила, действующая на зараяд в таком поле, если избавить природу от вихревого E? Честно говоря оно мне тоже очень не нравится и напоминает лишнюю сущность!

С. Шабад

[Григорий]

Я полностью разделяю Ваши сомнения по поводу физической корректности вывода вектора Умова-Пойнтинга для проводника с постоянным током, изложенного в книге "Электричество" С.Г. Калашникова.
Совершенно очевидно, что энергия источника тока затрачивается на возбуждение магнитного поля вокруг проводника только в момент становления, или изменения тока в проводнике.
Т.е. энергия магнитного поля в стационарном случае остается неизменной и является исключительно характеристикой величины тока.
Под действием электрического тока проводник разогревается и через его боковую поверхность происходит отдача энергии в виде тепла или излучения в окружающее пространство.
Вывод предложенный в учебнике является математической подгонкой под извесный результат и лишен физической наглядности.

Вы правы.
Энергия поступает в проводник вдоль проводника.
Физику этой задачи надо найти и я постараюсь Вам ее представить.

Если не забыли предмет дискуссии, хочу спросить - зачем привлекать магнитное поле для объяснения закона Джоуля -Ленца? Или по другому. Пусть вышла в свет или в интернет новая версии электродинамики, где есть иконка "отключить магнитное поле". Будет работать кофеварка, подключенная к автомобильному аккумулятору в этом режиме?

[Григорий]

Здесь я с Вами не соглашусь. Магнитное поле у такого провода будет, только вдали от провода оно быстро убывает - поля двух противоположных токов почти компенсируются, как в диполе. А вот в пространстве между жилами поля складываются, и магнитное поле будет очень даже заметное - как раз вдвое больше, чем у одного провода на том же расстоянии.



Да, Вы правы - вполне можно рассматривать и идеальные проводники. Только все же хочется оставить нагрузку (потребителя), поскольку без нее придется выбросить и источник, и в результате мы останемся со сверхпроводящим кольцом с током. В нем, конечно, ток есть, а переноса энергии не происходит.
Насчет тепла я согласен в том смысле, что нам неважно, куда именно девается энергия (там может стоять и двигатель постоянного тока). Просто какая-то нагрузка должна быть, а нагревание куска провода - наверное, простейший вариант потребителя.

Можно расположить два провода рядом и питать их от разных батарей. Следим за выделением тепла в одном проводе и, наверняка, не заметим по выделению тепла присутствие второго проводника, меняя в нем силу тока в разы (медленно, чтобы без фокусов электромагнитной индукции). Если все так, то не понятно как связавть тепло в проводнике с вектором Пойнтинга как у Калашникова.