Гонки в клетке Фарадея

Сообщение №42864 от До 24 января 2006 г. 12:41
Тема: Гонки в клетке Фарадея

Пусть некто едет на заднем сиденье мотоцикла с распростёртыми руками сквозь тунель в котором поддерживается постоянное магнитное поле величиной в 2 Тесла.
Рост некто -1,9 м(раскинутые руки дают такой же результат). Пусть верно предположение,
что напряжение свыше 40 Вольт вредно для здоровья.
С какой максимальной скоростью может двигаться тогда мотоцикл в туннеле, чтобы
не превысить индуцированное напряжение на кончиках пальцев некто в 40 вольт?
Будет ли мотоциклист вообще чувствовать это индуцированное напряжение?

Пусть некто сидит на заднем сиденье легковой машине и прикасается кончиками пальцев к обоим металлическим неизолированным дверцам машины. Ширина машины -1,9метра.
Если перенять условия с тунелем для мотоциклиста, то можно ли в такой машине
развить скорость 220 км/час не боясь причинить вред некто?
До.


Отклики на это сообщение:

> С какой максимальной скоростью может двигаться тогда мотоцикл в туннеле, чтобы
> не превысить индуцированное напряжение на кончиках пальцев некто в 40 вольт?
> Будет ли мотоциклист вообще чувствовать это индуцированное напряжение?
Не будет чувствовать, т.к. на поверхности тела (и кончиках пальцев, в частности) появятся индуцированные заряды, и сила Лоренца, действующая на любой заряд в теле, скомпенсирована электрическими силами взаимодействия с этими зарядами.
Кстати, в спокойном состоянии электрическое поле Земли порядка 100 В/м. Если Ваш некто выйдет в открытое поле, то на его голове (страшно сказать! - это опаснее, чем на пальцах) появится наведенный заряд, соответствующий разности потенциалов порядка 200 В. Но вроде от этого никто еще не умер.

> Пусть некто сидит на заднем сиденье легковой машине и прикасается кончиками пальцев к обоим металлическим неизолированным дверцам машины. Ширина машины -1,9метра.
> Если перенять условия с тунелем для мотоциклиста, то можно ли в такой машине
> развить скорость 220 км/час не боясь причинить вред некто?
То же самое.



> > Будет ли мотоциклист вообще чувствовать это индуцированное напряжение?
> Не будет чувствовать, т.к. на поверхности тела (и кончиках пальцев, в частности) появятся индуцированные заряды, и сила Лоренца, действующая на любой заряд в теле, скомпенсирована электрическими силами взаимодействия с этими зарядами.
Усложним условия. Пусть вдоль тунеля проходят металические перила. Некто прикасается с помощью скользящих контактов к этим перилам обеими руками.
Если закоротить перила сопротивлением меньшим или равным сопротивлению некто между кончиков его пальцев, то почувствует ли тогда некто индуцированное напряжение на своём теле при скорости скажем 100 км/час?
> > Если перенять условия с тунелем для мотоциклиста, то можно ли в такой машине
> > развить скорость 220 км/час не боясь причинить вред некто?
> То же самое.
Но некто сидит в клетке Фарадея и на его теле(между кончиками пальцев вытянутух поперёк движения рук) до прикосновения к дверкам никаких индуцированных зарядов не было, или?
С уважением До.


> > > Будет ли мотоциклист вообще чувствовать это индуцированное напряжение?
> > Не будет чувствовать, т.к. на поверхности тела (и кончиках пальцев, в частности) появятся индуцированные заряды, и сила Лоренца, действующая на любой заряд в теле, скомпенсирована электрическими силами взаимодействия с этими зарядами.
> Усложним условия. Пусть вдоль тунеля проходят металические перила. Некто прикасается с помощью скользящих контактов к этим перилам обеими руками.
> Если закоротить перила сопротивлением меньшим или равным сопротивлению некто между кончиков его пальцев, то почувствует ли тогда некто индуцированное напряжение на своём теле при скорости скажем 100 км/час?
Почувствует, т.к. через него побежит ток. Попробуйте встать на хороший резиновый коврик и взяться за провод под напряжением 220 В. Почувствуете ли Вы это напряжение?

> > > Если перенять условия с тунелем для мотоциклиста, то можно ли в такой машине
> > > развить скорость 220 км/час не боясь причинить вред некто?
> > То же самое.
> Но некто сидит в клетке Фарадея и на его теле(между кончиками пальцев вытянутух поперёк движения рук) до прикосновения к дверкам никаких индуцированных зарядов не было, или?
Заряды были на внешних сторонах клетки Фарадея. А внутри клетки есть электрическое поле от внешних зарядов, в точности компенсирующее силу Лоренца. То есть полная сила на любой заряд внутри клетки равна нулю.
И естественно, никаких зарядов внутри нет.


> > > > Будет ли мотоциклист вообще чувствовать это индуцированное напряжение?
,
> > Усложним условия. Пусть вдоль тунеля проходят металические перила. Некто прикасается с помощью скользящих контактов к этим перилам обеими руками.
>
> Почувствует, т.к. через него побежит ток. Попробуйте встать на хороший резиновый коврик и взяться за провод под напряжением 220 В. Почувствуете ли Вы это напряжение?
Я другого ответа и не ожидал. Но ток бежит, потому что на скользящих контактах индуцировалось напряжение, а оно в свою очередь образованно смещёнными зарядами. Соединяя перила нагрузкой R мы разрешаем этим зарядам перетекать с одной руки некто на другую.При этом совершается работа и мотоцикл замедляется тем сильнее, чем меньше сопротивление нагрузки. В принципе можно сравнить
руки некто с обкладками конденсатора.
> > > > Если перенять условия с тунелем для мотоциклиста, то можно ли в такой машине
> > > > развить скорость 220 км/час не боясь причинить вред некто?

> Заряды были на внешних сторонах клетки Фарадея. А внутри клетки есть электрическое поле от внешних зарядов, в точности компенсирующее силу Лоренца. То есть полная сила на любой заряд внутри клетки равна нулю.
Тут становится интереснее. Разделённые заряды существуют на дверцах машины,так?
Внутри машины силы на заряды(экранизация) равны нулю, так?
Пусть нагрузка R использованная в первом случае находится внутри машины.
Замкнём дверцы машины, находящиеся под индуцированным напряжением, внутренней нагрузкой. Какие силы будут препятствовать перетеканию зарядов с одной дверцы на другую?
Вспомним моё(надеюсь легальноное) сравнение с обкладками конденсатора.
Конденсатор можно разрядить соединяя его обкладки с внешней стороны на нагрузку. Но также возможен и пробой. Именно с пробоем можно сравнить по моему мнению закорачивание дверок машины через нагрузку находящуюся внутри машины.
> И естественно, никаких зарядов внутри нет.
Стакан Фарадея- все заряды прикасающиеся к внутренней поверхности переходят на внешнюю поверхность.
С уважением До.


> Замкнём дверцы машины, находящиеся под индуцированным напряжением, внутренней нагрузкой. Какие силы будут препятствовать перетеканию зарядов с одной дверцы на другую?
На все заряды, в том числе и внутри замыкающей нагрузки действуют силы Лоренца, направленные в одну сторону. Поэтому на одной стороне образованного контура силы направлены в одну сторону, на другой - в другую.


> > Замкнём дверцы машины, находящиеся под индуцированным напряжением, внутренней нагрузкой. Какие силы будут препятствовать перетеканию зарядов с одной дверцы на другую?
> На все заряды, в том числе и внутри замыкающей нагрузки действуют силы Лоренца,направленные в одну сторону.
Странно, что на внутренние заряды действуют силы которые по идее экранированны клеткой Фарадея.
> Поэтому на одной стороне образованного контура силы направлены в одну сторону, на другой - в другую.
Попробую по другому. Пусть некто разряжает автомобильную батарею на обе задние дверцы машины. Неужели перемена полярности батареи при подключении её к дверцам не повлияет на скорость машины?
Почувствует ли некто удар тока если он приоткроет стекло в обеих дверцах и прикоснётся к наружней проводящей обшивке движущегося автомобиля?
С уважением До.


> > > Замкнём дверцы машины, находящиеся под индуцированным напряжением, внутренней нагрузкой. Какие силы будут препятствовать перетеканию зарядов с одной дверцы на другую?
> > На все заряды, в том числе и внутри замыкающей нагрузки действуют силы Лоренца,направленные в одну сторону.
> Странно, что на внутренние заряды действуют силы которые по идее экранированны клеткой Фарадея.
Как Вы представляете себе экранирование? Оно сводится, на самом деле, всего лишь к созданию собственного электрического поля, компенсирующего внешнее.

> > Поэтому на одной стороне образованного контура силы направлены в одну сторону, на другой - в другую.
> Попробую по другому. Пусть некто разряжает автомобильную батарею на обе задние дверцы машины. Неужели перемена полярности батареи при подключении её к дверцам не повлияет на скорость машины?
Не повлияет. Вы не забывайте про провода, ведущие от батареи к дверцам.

> Почувствует ли некто удар тока если он приоткроет стекло в обеих дверцах и прикоснётся к наружней проводящей обшивке движущегося автомобиля?
Нет.


> > > > Замкнём дверцы машины, находящиеся под индуцированным напряжением, внутренней нагрузкой. Какие силы будут препятствовать перетеканию зарядов с одной дверцы на другую?
> > > На все заряды, в том числе и внутри замыкающей нагрузки действуют силы Лоренца,направленные в одну сторону.
> > Странно, что на внутренние заряды действуют силы которые по идее экранированны клеткой Фарадея.
> Как Вы представляете себе экранирование? Оно сводится, на самом деле, всего лишь к созданию собственного электрического поля, компенсирующего внешнее.
Так как корпус машины железный то экранирование двойное.
Электрическое поле внутри клетки Фарадея отсутствует.

Магнитное поле также отсутствует.

Т.к. нас интересует экранирование наружнего М-поля, то мы видим что практически все внешние магнитные линии замыкаются через корпус машины и на позицию зарядов внутри машины влиять не могут.
> > > Поэтому на одной стороне образованного контура силы направлены в одну сторону, на другой - в другую.
> > Попробую по другому. Пусть некто разряжает автомобильную батарею на обе задние дверцы машины. Неужели перемена полярности батареи при подключении её к дверцам не повлияет на скорость машины?
> Не повлияет. Вы не забывайте про провода, ведущие от батареи к дверцам.
Тут я вижу действительно проблему. Дело в том, что экранировать пространство ограниченное поверхностью Гауса от внешних полей дело техники.
А вот спрятать источник эл. или м-полей мы не в состоянии. Шила в мешке не утаишь. Так вот если течёт ток через батарею по проводам от одной дверцы, через крышу и дно машину, к другой дверце и снова на батарею, то получается что общее наружнее поле этого контура равно нулю. А следовательно, такой контур во внешнем гомогенном магнитном поле отклоняться не будет, не зависимо от того какой силы ток через него течёт. Т.е. поле контура не замечает никаких экранов а вот наружнее внешнее поле не действует в силу наличия экрана на ту часть контура, которая экранирована. Получаем парадокс - сила действия и сила противодействия разные. Но такого не бывает. Вот я и ищу объяснение для силы которая способна действовать снаружи на экранированные заряды контура.

> > Почувствует ли некто удар тока если он приоткроет стекло в обеих дверцах и прикоснётся к наружней проводящей обшивке движущегося автомобиля?
> Нет.
Оставим этот вопрос на потом.
С уважением До.


> А вот спрятать источник эл. или м-полей мы не в состоянии. Шила в мешке не утаишь. Так вот если течёт ток через батарею по проводам от одной дверцы, через крышу и дно машину, к другой дверце и снова на батарею, то получается что общее наружнее поле этого контура равно нулю. А следовательно, такой контур во внешнем гомогенном магнитном поле отклоняться не будет, не зависимо от того какой силы ток через него течёт. Т.е. поле контура не замечает никаких экранов а вот наружнее внешнее поле не действует в силу наличия экрана на ту часть контура, которая экранирована.
Ничего почти не понял. Магнитное поле экранируется внутри самим корпусом, по которому растекается ток?

> Получаем парадокс - сила действия и сила противодействия разные. Но такого не бывает. Вот я и ищу объяснение для силы которая способна действовать снаружи на экранированные заряды контура.
А с чего Вы взяли, что ток от батареи, которая находится внутри, и подключена внутри к стенкам корпуса, будет растекаться по внешней поверхности? В идеальном проводнике будет замыкаться себе по внутренней поверхности.


> > А вот спрятать источник эл. или м-полей мы не в состоянии. Шила в мешке не утаишь.
Экранировка источника полей наружу невозможна.
> > Так вот если течёт ток через батарею по проводам от одной дверцы, через крышу и дно машину, к другой дверце и снова на батарею, то получается что общее наружнее поле этого контура равно нулю.
Ток текущий по замкнутой траектории в контуре не в состоянии сдвинуть этот контур поступательно в магнитном поле, так как силы действующие со стороны М-поля на контур уравновешанны.
> > А следовательно, такой контур во внешнем гомогенном магнитном поле отклоняться не будет, не зависимо от того какой силы ток через него течёт.
Тут и так понятно.
> > Т.е. поле контура не замечает никаких экранов
См.написанное сверху. подача на провод тока образуют вокруг этого провода магнитное поле. Экранировка такого поля экраном из любого материала не приведёт к успеху.
Размещая заряд в экране из любого материала мы не в состоянии скрыть этот заряд от наружнего наблюдателя.
Про методы компенсации(ток той же величины и противоположного направления в первом случае и заряда такой же величины но противоположного знака у экрана во втором случае)я не говорю.
> > а вот наружнее внешнее поле не действует в силу наличия экрана на ту часть контура, которая экранирована.
На приведённых мной картинках подтверждалась возможность полной экранизации на объекты расположенные в соответствующих экранах.
> Ничего почти не понял.
Надеюсь теперь моя мысль более понятна.
> Магнитное поле экранируется внутри самим корпусом, по которому растекается ток?
Если этот корпус железный, то почему нет?
Экранировка распространяется лишь на пространство внутри корпуса.
Я проделал следующий эксперимент. Расположил в пластмассовую трубу обмотанную алюминевой фольгой и расположенной вертикально шариковый компас и пропустил постоянный ток вдоль трубы.
Компас расположенный не в центре трубы среагировал на включение тока. У горизонтальной трубы компас в силу своей конструкции не реагирует на включение постоянного тока если он находиться на уровне трубы хоть снаружи, хоть внутри.
Если бы труба была бы железной, то магнитные линии образовались снаружи трубы, а образования М-линий внутри трубы я не ожидаю, т.к. полагаю что этим линиям проще замкнуться по толщине железной трубы. Ваше мнение на этот счёт?
> > Получаем парадокс - сила действия и сила противодействия разные. Но такого не бывает. Вот я и ищу объяснение для силы которая способна действовать снаружи на экранированные заряды контура.
Итак наблюдатель снаружи знает всегда, что происходит внутри экрана, а вот внутренний наблюдатель не в состоянии угадать что делают поля снаружи экрана *.
Это кажется мне странным, особенно если мы попытаемся трансформировать энергию от внутреннего наблюдателя к наружнему.Откуда узнает внутренний наблюдатель, что наружний наблюдатель подсоединил нагрузку? По затратам энергии?
Но какая сила регулирует обратную связьот нагрузки к внутреннему наблюдателю?

* Так находясь в клетке Фарадея которая находиться между пластинами конденсатора, наблюдатель в клетке не в состоянии узнать что делает конденсатор -заряжается ли или разряжается или быть может уже давным давно обесточен.

> А с чего Вы взяли, что ток от батареи, которая находится внутри, и подключена внутри к стенкам корпуса, будет растекаться по внешней поверхности? В идеальном проводнике будет замыкаться себе по внутренней поверхности.
Это мне ново. Стакан Фарадея показывает нам, что с несвязанные заряды стремяться попасть на поверхность стакана. Почему вдруг подвижные носители зарядов должны делать исключение и течь по внутренней поверхности экрана?
С уважением До.


> > А вот спрятать источник эл. или м-полей мы не в состоянии. Шила в мешке не утаишь. Т.е. поле контура не замечает никаких экранов а вот наружнее внешнее поле не действует в силу наличия экрана на ту часть контура, которая экранирована.
> Магнитное поле экранируется внутри самим корпусом, по которому растекается ток?
Сегодня занял у соседа-сантехника 1,5 метра оцинкованой железной трубы 40мм диаметром. Установил трубу вертикально, подвесил на леске свой компас диаметром 27 мм, на высоту 250 мм от верхнего края трубы, так чтобы компас касался внутренненго края трубы

и подал через медные контакты расположенные по концам трубы постоянный ток величиной в 30 Ампер. Компас стоял как вкопанный.Я это проверял с помощью фонарика.
Но и снаружи трубы компас поворачивался с неохотой. Может 30 Ампер маловато?

Зы. Если Вас удивляет, что я трубу ставлю вертикально, то это связано с конструкцией компаса состоящего из грибка с вмонтированным в ножке магнитом(блестящае точка на фото) и плавающего в герметично закрытой сфере.На шляпке грибка нанесены все 4-ре стороны света, но отсканировать верхнюю часть компаса я естественно не могу.
Не удивительно, что этот компас не работает возле горизонтальных проводников с током а лишь тогда когда он находиться или непосредственно под проводником или непосредственно над проводником.


> Сегодня занял у соседа-сантехника 1,5 метра оцинкованой железной трубы 40мм диаметром. ...
> Но и снаружи трубы компас поворачивался с неохотой. Может 30 Ампер маловато?

Труба-то у Вас железная!


> > Сегодня занял у соседа-сантехника 1,5 метра оцинкованой железной трубы 40мм диаметром. ...
> > Но и снаружи трубы компас поворачивался с неохотой. Может 30 Ампер маловато?

> Труба-то у Вас железная!
А как Вы думаете из какого материала состоит корпус автомобиля которым я планировал экранировать М-поле величиной в 2 Теслы?

В принципе снаружи магнитное поле я ожидаю у проводника под током сделанного из любого проводящего материала. Чем толще проводник, тем слабее поле при той же силе тока. Тип выбраного металла на силу поля снаружи проводника влиять не может. На счёт того, что произойдёт с М-полем внутри полого железного или никелевого проводника под током я точно не знаю. Мой эксперимент может быть неправильно интерпретирован, но больше 30 Ампер я из моего заряжающего не выжму - или амперметр сгорит или селеновые выпрямители накроются.
Нет я вру, кратковременно на 5 сек я могу в режиме старта дать до 100 Ампер.
Проверил с током Ампер в 70-80(с помощью атотрансформатора). Компас внутри трубы не реагирует. А должен?


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100