by 
Νομίζω ότι δεν υπάρχει τρόπος να ελέγξουμε την ισχύ του νόμου του Faraday, όταν ο νόμος διατυπώνεται με τη συνηθισμένη μορφή του, δηλαδή Ε = ΔΦ/Δt. Αυτή η σχέση δεν είναι κάποιος νόμος αλλά ο ορισμός της ΗΕΔ επαγωγής. Πράγματι πώς ορίζεται η ΗΕΔ επαγώγης, αν όχι με αυτό τον τρόπο;
Δηλαδή αυτό που μπορούμε να ελέγξουμε πειραματικά είναι ότι π.χ. σ’ ένα αγώγιμο βρόχο ισχύει Ι R = ΔΦ/Δt, όπου Ι το επαγόμενο ρεύμα και R η αντίσταση του αγωγού. Κατόπιν το πηλίκο ΔΦ/Δt το ονομάζουμε ΗΕΔ επαγωγής και το συμβολίζουμε με Ε. (Έχω παραλείψει το αρνητικό πρόσημο για απλότητα.)
Είναι φανερό ότι, το πηλίκο ΔΦ/Δt το ονομάσαμε ΗΕΔ, διότι όταν σ’ αυτόν τον αγώγιμο βρόχο δεν έχουμε φαινόμενο επαγωγής και παρεμβάλλεται κατάλληλη ηλεκτρική πηγή συνεχούς τάσης, ισχύει παρόμοιος τύπος, δηλαδή ΙR = E, όπου Ε η ΗΕΔ της πηγής.
Ποια είναι η άποψή σας;
Ανδρέα φεύγω. θα απαντήσω το απόγευμα.
Θα περιμένουμε τις απαντήσεις του Γιάννη, αλλά μέχρι τότε θα ήθελα να πω κάτι, πάνω στην πρώτη πρόταση:
Διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού πεδίου είναι «W/q».
Τι ακριβώς είναι αυτό το έργο W;
Την ίδια εξίσωση χρησιμοποιούμε και στον ορισμό της ΗΕΔ πηγής Ε=W/q.
Αυτά τα δύο έργα είναι το ίδιο πράγμα; Μήπως το σύμβολο W στις παραπάνω εξισώσεις δεν λέει τίποτα, αν δεν εξηγήσουμε τι εννοούμε;
Διονύση εννοώ το εξής:
W = το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, όταν η δύναμη ασκείται σε θετικό φορτίο q και το φορτίο μεταφέρεται από το K στο Λ.
Ανδρέα να συμπληρώσω: Στον ορισμό W/q,
Το W σε ένα ηλεκτροστατικό πεδίο είναι το έργο της συντηρτηικής δύναμης που ασκεί το πεδίο σε ένα φορτίο κατά την μετακίνησή του.
Το W στην ΗΕΔ είναι το έργο μίας εξωτερικής μη συντηρητικής δύναμης που ασκείται στο φορτίο για την μετακίνησή του.
Στάθη συμφωνώ.
Απλώς να διευκρίνισω ότι ο ορισμός που δίνεις για την ΗΕΔ αφορά βεβαίως τη ΗΕΔ επαγωγής και η διαδρομή πρέπει να είναι κλειστή.
Επίσης επειδή ο όρος εξωτερική δύναμη ίσως δημιουργήσει παρανοήσεις, εννοείς τη δύναμη που ασκείται από το ηλεκτρικό πεδίο, όταν το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται από επαγωγή.
Τώρα διαβάζω όλη την συζήτηση από την αρχή (οπότρε δεν ξέρω αν έχει αναφερθεί αυτό που θα πω), αλλά Ανδρέα γιατί να περιοριστούμε στην ΗΕΔ επαγωγής; Στο εσωτερικό μίας πηγής συνεχούς ρεύματος δεν κινούνται ηλεκτρόνια από τον θετικό προς τον αρνητικό πόλο. Εκεί δεν ασκείται μία μη συντηρητηική δύναμη για να επιτευχθεί η κίνηση αυτή;
Καλησπέρα παιδιά.
Ανδρέα, επειδή δεν με καλύπτει η απάντησή σου εδώ, αφού βρίσκομαι στην πλευρά του Στάθη, ας το πάρουμε λίγο αναλυτικότερα. Έχουμε το κύκλωμα:
Όταν μιλάμε για τη διαφορά δυναμικού VΑΒ και γράφουμε VΑΒ=W/q, αυτό το έργο είναι η ενέργεια που το ηλεκτρικό ρεύμα δίνει στον αντιστάτη R ή ισοδύναμα το έργο της δύναμης που το συντηρητικό ηλεκτροστατικό πεδίο παρέχει σε φορτίο q κατά τη μεταφορά του από το Α στο Β, όπου αν στο χώρο υπήρχε κενό θα εμφανιζόταν σαν κινητική ενέργεια του q, εδώ όμως μετά από ένα σωρό κρούσεις έχει αποδοθεί στους δομικούς λίθους του κυκλώματος και εμφανίζεται ως θερμική ενέργεια στον αντιστάτη. Με άλλα λόγια θα μπορούσαμε να πούμε ότι, το φορτίο q κατά τη μετάβασή του από στο Α στο Β, μειώνεται η δυναμική του ενέργεια, έχουμε μείωση δυναμικού.
Το ίδιο ισχύει και για την διαφορά δυναμικού ΒΓ και ας μην γνωρίζουμε τι ακριβώς ενεργειακή μετατροπή πραγματοποιεί ο καταναλωτής Κ.
Αν πάμε όμως από το Γ στο Α; Εδώ δεν πηγαίνει το φορτίο εξαιτίας του ηλεκτροστατικού συντηρητικού πεδίου, δεν πηγαίνει από σημείο με μεγάλο δυναμικό σε μικρότερο, αλλά αντίστροφα. Πηγαίνει από σημείο μικρού δυναμικού σε σημείο με μεγάλο δυναμικό. Άρα παίρνει ενέργεια, αντί να δίνει όπως στο καταναλωτή. Ο ορισμός λοιπόν Ε=W/q περιλαμβάνει το έργο ή την ενέργεια που το φορτίο q παίρνει από την πηγή.
Νομίζω ότι η διαφορά δεν είναι μικρή. Η πηγή αντιστοιχεί σε ένα μη συντηρητικό πεδίο που παρέχει ενέργεια στο κύκλωμα και δεν αφαιρεί όπως ο αντιστάτης ή ο καταναλωτής Κ.
Και ας έρθουμε τώρα στο ερώτημα Ανδρέα που επαναφέρεις, πού υπάρχει αυτή η ΗΕΔ. Η ΗΕΔ πράγματι αναφέρεται σε ένα κύκλωμα και τη φυσική σημασία της πρότασης αυτής την βλέπουμε στην επαγωγή.
Αν έχουμε ένα κυκλικό αγωγό όπως στο σχήμα
Όπου υπάρχει μαγνητικό πεδίο στην έκταση του κυκλικού αγωγού, όπου αυξάνεται η ένταση, μεταβάλλεται η μαγνητική ροή, οπότε αναπτύσσεται μια ΗΕΔ, σε όλο τον κυκλικό αγωγό. ΗΕΔ η οποία δεν είναι εντοπισμένη χωρικά και είναι αυτή που δίνει ενέργεια στα φορτία, θέτοντάς τα σε κίνηση.
Αν όμως ο κυκλικός αυτός αγωγός έχει μια εγκοπή και με δυο σύρματα τροφοδοτήσει το παραπάνω κύκλωμα:
Τώρα πού είναι η ΗΕΔ; Σε όλο το κύκλωμα; Δεν την αποδίδουμε στον κυκλικό αγωγό; Δεν την αποδίδουμε στην πηγή;
Αλλά και αν αντικαταστήσουμε την παραπάνω γεννήτρια με ένα γαλβανικό στοιχείο, με δύο ηλεκτρόδια, πού θα γίνουν οι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις; Σε όλο το κύκλωμα ή μέσα στο στοιχείο;
Είναι λοιπόν παράλογο, να αποδίδουμε ΗΕΔ στην «πηγή» και να μελετάμε δύο διαφορετικά πεδία, το ένα το συντηρητικό εξαιτίας του οποίο τα φορτία κινούνται και δίδουν ενέργεια στα διάφορα στοιχεία του κυκλώματος και το άλλο ηλεκτροδιαχωριστικό, μη συντηρητικό, το οποίο τροφοδοτεί τα φορτία με ενέργεια; Το τελευταίο το επεσήμανα και σε προηγούμενο σχόλιο παραπέμποντας στην δημοσίευσή μου:
Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του. Μέρος 5ο.
Είχα πει ότι θα απαντήσω. Καλύπτομαι όμως και από τον Στάθη και από τον Διονύση.
Ο Διονύσης ήταν πολύ αναλυτικός. Στο σχήμα του Διονύση φαίνεται μια πηγή επαγωγικής λειτουργίας η οποία βγάζει δύο πόλους, τον Α και τον Γ. Η πολική της τάση αναφέρεται με όρους όπως "διαφορά δυναμικού μεταξύ Α και Γ". Κάλλιστα θα μπορούσε να είναι η πηγή της εφαρμογής του Αλεξόπουλου ή αυτή της εφαρμογής των Χαλλιντέυ – Ρέσνικ. Και στις δύο εφαρμογές ζητείται κατανομή δυναμικού.
Αυτό με κάνει (εδώ και χρόνια με έκανε) να θεωρώ τον όρο όχι αδόκιμο.
Μάλιστα μπερδεύομαι από την αντίρρηση. Να την πούμε "τάση" αλλά όχι "διαφορά δυναμικού";
Να μην την πούμε ούτε τάση;
Η πολική τάση πηγής είναι τάση; Είναι διαφορά δυναμικού; Δεν είναι τίποτε από τα δύο;
΄Όλα τα βιβλία που ξέρουμε χρησιμοποιούν εσφαλμένα τους όρους "δυναμικό" και "διαφορά δυναμικού";
Επανέρχομαι στα ερώτηματα ΣΛ που έχω θέσει και αφορούν το απλό κύκλωμα του Προβλήματος 53, αφού πρόσθεσα ορισμένες διευκρινίσεις. Για να καταλάβω τις απόψεις σας, θα με βοηθούσε να είχα τις απαντήσεις σας πάνω σ' αυτά τα απλά ερωτήματα.
Ποιες από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές και ποιές λανθασμένες;
1. Διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού πεδίου ονομάζουμε το πηλίκο W/q, όπου W είναι το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, όταν η δύναμη ασκείται σε θετικό δοκιμαστικό φορτίο q και το φορτίο μεταφέρεται από το ένα σημείο στο άλλο.
2. Όταν αναζητάμε τη διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός κυκλώματος, δε χρειάζεται να λειτουργεί κάποια πηγή για να μεταφέρεται το φορτίο από το ένα σημείο στο άλλο, ούτε να χρησιμοποιήσουμε ένα από τα κινούμενα φορτία. Εμείς μεταφέρουμε ένα δοκιμαστικό φορτίο από το ένα σημείο του κυκλώματος στο άλλο και υπολογίζουμε το έργο που εκτελείται από τη δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου.
3. Όταν το έργο που χρησιμοποιούμε για να ορίσουμε τη διαφορά δυναμικού εξαρτάται από τη διαδρομή που ακολουθούμε, η διαφορά δυναμικού δεν ορίζεται.
4. Στο Πρόβλημα 53 στο βρόχο που αποτελείται από τον κινούμενο αγωγό και το αμπερόμετρο η φορά του ηλεκτρικού πεδίου έναι συνεχώς αριστερόστροφη.
5. Στο Πρόβλημα 53 το έργο από το Κ στο Λ μέσω του αμπερόμετρου είναι αντίθετο από το έργο από το Κ στο Λ μέσω της ράβδου.
6. Στο Πρόβλημα 53 δεν ορίζεται η διαφορά δυναμικού μεταξύ των Κ και Λ.
Καλησπέρα Ανδρέα.
1. Διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού πεδίου ονομάζουμε το πηλίκο W/q, όπου W είναι το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, όταν η δύναμη ασκείται σε θετικό δοκιμαστικό φορτίο q και το φορτίο μεταφέρεται από το ένα σημείο στο άλλο.
Είναι λάθος η πρόταση. Θα ήθελα την προσθήκη "συντηρητικού ηλεκτρικού πεδίου" ή "ηλεκτροστατικού πεδίου".
Σε ένα πεδίο επαγόμενο από μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο W(A->A) = q.ΔΦ/Δt. (Με την υπόθεση ότι ΔΦ/Δt είναι σταθερό).
Έτσι αν ορίζαμε δυναμικό στο σημείο Α θα αναγκαζόμασταν να δεχθούμε ότι VA-VA διάφορο του μηδενός.
Η άσκηση 53
Ο αγωγός ΚΛ λειτουργεί ως μια πηγή με ΗΕΔ Ε=Βυℓ, άρα το ισοδύναμο κύκλωμα είναι το διπλανό.
Με βάση αυτά ΑΝ ΚΑΙ ΔΕΝ ΜΟΥ ΑΡΕΣΟΥΝ ΟΙ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Σ-Λ (κυρίως όταν έχω γράψει δύο κατεβατά προηγούμενα…) οι απαντήσεις μου είναι:
1. Διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού πεδίου ονομάζουμε το πηλίκο W/q, όπου W είναι το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, όταν η δύναμη ασκείται σε θετικό δοκιμαστικό φορτίο q και το φορτίο μεταφέρεται από το ένα σημείο στο άλλο. (Λ)
2. Όταν αναζητάμε τη διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός κυκλώματος, δε χρειάζεται να λειτουργεί κάποια πηγή για να μεταφέρεται το φορτίο από το ένα σημείο στο άλλο, ούτε να χρησιμοποιήσουμε ένα από τα κινούμενα φορτία. Εμείς μεταφέρουμε ένα δοκιμαστικό φορτίο από το ένα σημείο του κυκλώματος στο άλλο και υπολογίζουμε το έργο που εκτελείται από τη δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου. (Λ) Όταν το μεταφέρουμε εμείς δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο που να ορίζεται διαφορά δυναμικού.
3. Όταν το έργο που χρησιμοποιούμε για να ορίσουμε τη διαφορά δυναμικού εξαρτάται από τη διαδρομή που ακολουθούμε, η διαφορά δυναμικού δεν ορίζεται. (Λ) Είναι κακή ερώτηση που δεν βγάζει νόημα.
4. Στο Πρόβλημα 53 στο βρόχο που αποτελείται από τον κινούμενο αγωγό και το αμπερόμετρο η φορά του ηλεκτρικού πεδίου είναι συνεχώς αριστερόστροφη. (Σ)
5. Στο Πρόβλημα 53 το έργο από το Κ στο Λ μέσω του αμπερόμετρου είναι αντίθετο από το έργο από το Κ στο Λ μέσω της ράβδου. (Λ) Δεν υπάρχει καμιά μετακίνηση φορτίου και παραγωγή έργου από το Κ στο Λ, μέσω της ράβδου. Υπάρχει έργο από το Λ στο Κ. Αν το πρώτο έργο, μέσω του αμπερομέτρου θεωρηθεί αρνητικό (το φορτίο παρέχει ενέργεια στο αμπερόμετρο), το δεύτερο είναι θετικό (το φορτίο πήρε ενέργεια από την πηγή)
6. Στο Πρόβλημα 53 δεν ορίζεται η διαφορά δυναμικού μεταξύ των Κ και Λ. (Λ)
Άλλαξα το Σ σε Λ στο 1ο ερώτημα, αφού έχει δίκιο ο Γιάννης. Το ερώτημα δεν αναφέρει ηλεκτροστατικό πεδίο (να γιατί οι ερωτήσεις Σ-Λ “παίζουν” με τις απροσεξίες μας)…
Διονύση νομίζω ότι έχω φθάσει πολύ κοντά στο να διευκρινιστεί το σημείο της διαφωνίας μας και νομίζω ότι αυτό αφόρα ολόκληρη την αντιληψή μας για το τι συμβαίνει μέσα σε ένα κύκλωμα.
Αν η 1η πρόταση:
«Διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού πεδίου ονομάζουμε το πηλίκο W/q, όπου W είναι το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, όταν η δύναμη ασκείται σε θετικό δοκιμαστικό φορτίο q και το φορτίο μεταφέρεται από το ένα σημείο στο άλλο.»
αντικατασταθεί από την πρόταση:
«Διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού πεδίου ονομάζουμε το πηλίκο W/q, όπου W είναι το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, όταν η δύναμη ασκείται σε θετικό δοκιμαστικό φορτίο q και το φορτίο μεταφέρεται μόνο του ή με οποιοδήποτε τρόπο, ακόμα και από εμάς, από το ένα σημείο στο άλλο.»
η νεά πρόταση είναι σωστή ή λανθασμένη;
Απάντησα Ανδρέα.
Να υπολογίζουμε το έργο από τη δύναμη ενός συντηρητικού ηλεκτροστατικού πεδίου. Μόνο τότε έχουν νόημα όλα αυτά…