@rdevil23

Собственно весь вопрос: почему заряды на обкладках конденсатора равны? (см. фото)
Сразу говорю, ответ: "по определению" не подойдет. Все, что вы можете найти в учебниках и интернете тоже.
Препод сказал, что к ответу нужно прийти исходя из закона электродинамики.

Миниатюры

 

0

@Hant

А ты хочешь, чтобы тебя привели? Сам дорогу искать не хочешь.

0

@rdevil23

Hant, если бы сам мог найти, наверно не спрашивал бы. К чему вообще твое сообщение? Очередная цифра в статистику?

0

@mathmichel

Это следует из законов электростатики, а не электродинамики. Электрическое поле может быть только между обкладками, а за пределами конденсатора его нет, поэтому суммарный заряд на конденсаторе равен нулю (под зарядом конденсатора понимают обычно заряд одной его обкладки), так как складывается из двух одинаковых по модулю зарядов, но разных по знаку. На картинке посередине суммарный заряд тоже равен нулю по той же причине. Отсюда, кстати следует, что два разных конденсатора будут иметь одинаковый заряд на крайних обкладках при последовательном соединении (в электростатике)

1

@rdevil23

mathidiot, вот так уже объяснял, этот ответ не устраивает(
Поэтому и решил здесь спросить.

0

@mathmichel

А что конкретно не устраивает в моем ответе? Задача изначально электростатическая, а не электродинамическая. Кстати, электростатика - это частный случай электродинамики, когда нет движения зарядов

Добавлено через 58 минут
А, понял, преподавателю нужен ответ не из книжек, не из Интернета. Тогда Вы напрасно теряете время, когда обращаетесь на Интернет-форумы!

0

@SSC

ТС вводит форумное сообщество в заблуждение. Вопрос скорее всего звучит так:
Почему заряды на обкладках конденсаторов равны?
И тогда ответ действительно из области электродинамики.
Однако для равенства зарядов должно выполняться дополнительное условие:
В какой-то момент времени ранее наблюдаемого заряд на конденсаторах должен был быть одинаковым, или равным нулю, и заряд и разряд конденсаторов производится только через свободные концы схемы без использования присоединения к соединению между обкладками конденсаторов..
То есть если в какой-то момент времени заряды на конденсаторах равны, то в дальнейшем пропуская ток через свободные концы схемы, происходит заряд или разряд конденсаторов, но из-за последовательного соединения конденсаторов, через них проходит одинаковый ток, и следовательно заряд на их обкладках изменяется на одинаковую величину.
Надеюсь формулу для определения величины изменения заряда некоторым током за некоторое время в виде определенного интеграла ТС запишет (или найдет) сам.

0

@kzru_hunter

Тоже задался этим вопросом. Из-за того, что обкладки находятся на некотором расстоянии друг от друга, поля обеих обкладок, имеющих одинаковые по модулю, но противоположные заряды, не будут полностью компенсироваться за пределами конденсатора. Скорее всего помимо заряда на самих обкладках есть ещё некоторая часть заряда и на поверхности контактов.

0

@titan4ik

Если толщина зазора << поперечного размера, то в первом приближении можно считать, что поле каждой обкладки эквивалентно полю бесконечной заряженной плоскости с той же плотностью заряда. А поле плоскости не зависит от расстояния от плоскости.
Но главное, что в итоге распределение зарядов в статике будет таким, чтобы полей внутри проводников не было. И соответственно, не будет и полей вне конденсаторов (иначе, поскольку обкладки соединены проводников, будет идти ток, который в итоге и приведет к нужному распределению зарядов, пр котором поля нет и тока тоже)
rdevil23,
Иногда простые вопросы самые сложные)
Умение задавать такие "простые" вопросы говорит о том, что у Вас есть потребность погружаться в существо явления. Это редкая потребность. И очень хорошо, что вы ею обладаете.
А механизм процесса формирования электрического тока (динамика) не так прост.
Тут что-то можно почитать для начала https://tepka.ru/fizika_10-11/32.html
Погуглите сами в яндексе по запросу, например, такому "электрическое поле в|внутри проводника с током"
Законы электротехники сформулированы именно для того, чтобы не рассматривать каждый раз сложный механизм перераспределения зарядов в динамике. Например, есть закон Ома U= I*R и т.д. И на уровне измерений амперметром и вольтметром (на уровне электротехники) это эмпирический "закон природы". А если Вы зададитесь вопросом, каков механизм электрического сопротивления, то это уже не предмет электротехники, это физика. И на этот "простой" вопрос ответить очень не просто. Вообще, вот эти детальные механизмы физ явлений всегда очень сложны. Практически проще оперировать понятиями другого уровня.
Поэтому ответ на ваш вопрос такого рода, как дал mathmichel, правильный ответ. Он сразу исходит из того факта, что полей вне конденсатора нет. На уровне электротехники (а эл цепи - это предмет электротехники) можно сказать так, что поскольку внутренние обкладки соединены проводником, то их потенциал одинаков, а это значит, что между ними НЕТ никакого эл поля. А это значит...

Добавлено через 15 минут
rdevil23, а Вы его спросите, "исходя из КАКОГО именно закона?"
Но если он недалекий, то лучше ничего не спрашивайте. А то он на Вас окрысится.
Наверное хочет. Он ищет.
Или Вы имели ввиду, что он должен использовать "закон электродинамики"? Может тогда подскажете этот "закон электродинамики"?

Добавлено через 9 минут
Ааа... а я понял так, что этот препод так отмахнулся от вопроса ТС.
А Вы считаете, что это ПРЕПОД так вопрос формулирует изначально? И даёт такую "подсказку" - "закон электродинамики" школьнику? Он что, садист?!
rdevil23, поясните плиз, это препод Вам такой вопрос так задал?!

0

@kzru_hunter

titan4ik Теме 3.5 года, поэтому вряд ли кроме меня тут кто-то ответит.
Вот именно:
1) Поля лишь приблизительно равны полю бесконечно заряженной плоскости
2) Вдобавок, пластины разнесены на некоторое расстояние
Эти два фактора уже вызывают сомнения в том, что на обкладках конденсатора будут в точности одинаковые по модулю заряды.

Ещё можно вспомнить, что поверхность любого проводника является эквипотенциальной. Потенциал на поверхности и внутри проводника одинаков. Линии напряженности, выходящие из проводника перпендикулярны этой поверхности. Как известно, напряженность поля в любой точке проводника на его внешней поверхности напрямую связана с плотностью заряда, а значит не только на обкладках, но и на всей электропроводящей поверхности конденсатора есть хоть какой-то, но заряд. Максимальная плотность заряда расположена на смотрящих друг на друга поверхностях обкладок.

Дальше нужно вспомнить причину появления зарядов на обкладках. Заряд на обеих обкладках появляется из-за того, что в систему вносят избыточный заряд. Т.е. в целом конденсатор вместе с присоединенными к нему проводниками может иметь ненулевой заряд. Он будет в целом иметь нулевой заряд, если на одну обкладку внести избыточный заряд одного знака, а на вторую обкладку внести тот же по модулю избыточный заряд противоположного знака.

Можно привести ещё один пример: взять два цилиндрических проводника одинакового диаметра и длины, расположить на одной прямой и на некотором расстоянии между их ближайшими друг к другу концами. Очевидно, между их ближайшими концами не будет никаких зарядов, т.к. оба проводника в целом нейтральны. Но стоит одному из проводников сообщить заряд, как на их ближайших концах возникнет максимальная плотность заряда. Но очевидно, что плотность заряда на конце проводника, которому не был сообщён заряд, будет меньше, чем у проводника, которому был сообщён избыточный заряд. Именно этот пример вызывает сомнения в том, что в приведенном ТС примере везде будут одинаковые заряды. Вдобавок, можно заметить, что промежуточным конденсатором не сообщается избыточный заряд, т.е. в целом они нейтральны, а избыточный заряд может сообщаться лишь крайним конденсаторам.

0

@titan4ik

А я не обратил внимание
Жаль, что rdevil23, задавшийся этим интересным простым вопросом, покинул данный форум.

Добавлено через 28 минут
Тут исходить надо из того, что пока в проводнике есть эл поле, эл заряды (электроны) будут двигаться под его действием. И это перемещение носителей заряда в итоге приведет к тому, что эл поля в проводниках не будет. При этом, конфигурация заряда на поверхностях этих проводников может быть весьма замысловатая (зависит от формы и их взаимного расположения).
Было бы познавательно посмотреть примеры таких конфигураций с визуальным отображением распределения зарядов.
Тут только можно добавить, что если проводнику сообщить заряд, то он распределится весь по его поверхности. Ибо одноименные заряды отталкиваются.

0

@kzru_hunter

Попробовал реализовать, но при реализации возникла неразрешимая проблема. Могу озвучить.
Вообще считаю, что заряды на промежуточных конденсаторах по модулю будут всё же на мизерное значение, но меньше q.
И вот почему. Если вспомнить, для чего придумывался конденсатор, а придумывался он для того, чтобы уменьшить потенциал проводника, на котором находится заряд q. Для этого вплотную к каждому элементарному заряду проводника необходимо поднести элементарный заряд противоположного знака. Но вплотную мы поднести не можем, т.к. произойдёт пробой воздуха. Какое-то расстояние всё же между зарядами будет. Именно, когда каждый заряд проводника будет иметь связанный с ним противоположный заряд на минимальном расстоянии, именно в этом случае будет достигаться минимальный потенциал у проводника и напрямую связанная с ним максимальная электрическая ёмкость.
Теперь представим тонкую пластину с положительным зарядом q, а рядом с ней на расстоянии d находится точно такая же незаряженная пластина. На незаряженной пластине заряды перераспределятся так, что на ближней стороне появится отрицательный заряд, а на дальней положительный, причём эти заряды по модулю будут меньше q. Положительный заряд, расположенный на дальней стороне незаряженной пластины, будет отрицательному заряду мешать уменьшить потенциал заряженной пластины. Если мы начнём постепенно незаряженную пластину утолщать, то положительный заряд на незаряженной пластине начнёт отдаляться, вдобавок начнёт увеличиваться по модулю отрицательный заряд. Если этот положительный заряд мысленно отдалить на бесконечность, то останется положительный заряд положительно заряженной пластины и отрицательный заряд на незаряженной пластине, причём по модулю этот отрицательный заряд по идее должен быть равен заряду положительной заряженной пластины, а также по идее распределение зарядов на обоих пластинах должно стать одинаковым.
Вернёмся теперь к последовательно соединенным конденсаторам. Источник питания, подключенный к конденсатору, лишь переведёт часть электронов с одного контакта конденсатора на другой. В итоге обе обкладки конденсатора будут иметь одинаковые по модулю заряды. Стоит последовательно включить ещё один конденсатор, как сразу же возникнет расхождение зарядов на промежуточных обкладках. Вспомним случай, описанный выше, и проанализируем, какие заряды будут на обкладках. Допустим, на левой обкладке левого конденсатора находится заряд q, а на правой обкладке заряд -q. Из-за того, что правее правой обкладки находятся ещё несколько обладок, эти обкладки будут мешать уменьшить правой обкладкой потенциал левой обкладки и мизерную часть зарядов они будут притягивать к себе, тем самым уменьшая электрическую емкость, ведь как ни крути, но более ближняя обкладка конденсатора немного, но сильнее действует, чем дальняя, и именно из-за этого мизерная часть отрицательных зарядов правой обкладки левого конденсатора будет сдвигаться вправо, что приводит к уменьшению электрической ёмкости. Те же самые рассуждения можно повторить и с другими промежуточными обкладками. В итоге можно прийти к выводу, что несмотря на то, что конденсаторы одинаковые, при последовательном соединении ёмкость будет немного меньше, чем получалось бы по формулам. И ещё сделал вывод, что именно в центре системы из последовательно соединенных конденсаторов напряжение будет меньше, чем по краям. Но все эти уменьшения настолько мизерные, что на практике скорее всего их не получится обнаружить.

0

@rdevil23

Ну к сожалению если бы я отвечал на вопрос 3.5 года, вряд ли бы это устроило преподавателя)

Ну и это не школа, а институт был)

0