Εν οίδα ότι ουδέν οίδα ….

Κλείνοντας τον διακόπτη με ποιά σειρά θ΄ ανάψουν τα λαμπάκια;

Τα καλώδια είναι υπεραγώγιμα και το μήκος τους μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα !

====================================

Η ερώτηση προέκυψε από την παρακολούθηση ενός βίντεο από ένα ομολογουμένως εξαιρετικό κανάλι όπου αναλύονται διάφορα φυσικά φαινόμενα. Παρακολουθώντας το βίντεο αλλά και διαβάζοντας τις αναφορές σε κείμενα του Feynman ομολογώ ότι δεν κατάλαβα αρκετά πράγματα. Το βασικό ερώτημα είναι ποιός είναι ο μηχανισμός μετάδοσης της ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα καλώδιο. Αν το ρεύμα είναι DC μπορούμε άραγε να χρησιμοποιήσουμε το διάνυσμα Poynting;

(Visited 1,612 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
52 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Αν ο κύριος έχει δίκιο, ο Βεριτάσιουμ (Nτέρεκ Μύλερ) μας δούλεψε κανονικά!
Όπως δουλεύουν τους άλλους όσοι κάνοντας παραπλανητικό σχήμα αποδεικνύουν ότι μια οξεία είναι ίση με μία αμβλεία.
Εκάνε το σχήμα αυτό:
comment image

Δεν έκανε όμως αυτό:
comment image

Αν έχει δίκιο και αν καλώς αποδέχομαι ότι λέει, η απάντηση δεν είναι η 1/c.

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
5 μήνες πριν

Γιάννη καλησπέρα, δεν βγάζω νόημα από το δεύτερο σχήμα. Ποιο είναι το Ε;

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Στάθης Λεβέτας

Το κόκκινο Στάθη (κατά τον κύριο του βίντεο).
Δες το βίντεο, Είναι σύντομο.
Αναλύει και τα δύο κυκλώματα. Μιλάει με απλά λόγια και εστιάζει στην “λαθροχειρία”.
Αυτά φυσικά αν κάταλαβα καλά την παρουσίαση.

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
5 μήνες πριν

Γιάννη κατά πρώτον θα υπάρχει και μια συνιστώσα του Ε προς τα αριστερά, από τα θετικά προς τα αρνητικά φορτία. Αυτήν θα δώσει συνιστώσα S προς τα πάνω.
Κατά δεύτερον δεν καταλαβαίνω τι δείχνει το βίντεο, ότι αν αλλάξω την γεωμετρία των φορτίων, αλλάζει το αποτέλεσμα; Λογικό δεν είναι;

Τελευταία διόρθωση5 μήνες πριν από Στάθης Λεβέτας
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Στάθης Λεβέτας

Στάθη ο κύριος του πρόσφατου βίντεο κάνει ακρίβώς ότι ο Ντέρεκ Μύλερ. Λέγοντας ακριβώς εννοώ τον σχεδιάσμό των πεδίων και τον προσδιορισμό του Poynting. Δεν εννοώ τα σχήματα.
Ο κύριος κάνοντας το σχήμα του Μύλερ έδειξε (όπως ο Μύλερ) ότι ο χρόνος είναι 1/c στο πρώτο σχήμα.
Κάνοντας το δεύτερο σχήμα και ακολουθώντας ακριβώς τα βήματα του Μύλερ, έδειξε ότι ο χρόνος είναι 1s.
Αν δεχόμαστε την ανάλυση του ενός, δεχόμαστε και του άλλου.
Ο Μύλερ βγάζει ένα (σωστό) συμπέρασμα για το πρώτο σχήμα και το γενικεύει (λανθασμένα) για το δεύτερο (περίπτωση μακριών καλωδίων).
Το “άλμα” είναι σαν εκείνο με το οποίο αποδεικνύουμε ότι μια οξεία γωνία ισούται με μία ορθή.

Δεν ξέρω αν έκανε ταχυδακτυλουργία συνειδητά. Δεν πιστεύω ότι έκανε.
Οι ταχυδακτυλουργοί μας αποσπούν την προσοχή και κάνουν τα “θαύματά” τους. Έτσι η προσοχή μας αποσπάστηκε από τα Poynting και τα άλλα ηλεκτρομαγνητικά και δεν προσέξαμε την ουσία.
Ποιος από μας πρόσεξε όλα τα βίντεο που παρέθεσε ο Πάνος;
Αν το είχαμε κάνει θα βλέπαμε ότι με την λογική του Μύλερ μπορούμε να μεταδώσουμε μύνημα με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτήν του φωτός.
Αν είχαμε προσέξει τα βίντεο, θα λέγαμε “Όπερ άτοπον” και ίσως ψάχναμε να βρούμε το λάθος.

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
5 μήνες πριν

Γιάννη αν εννοείς το βίντεο που βάζει τον διακόπτη μακριά από τον αντιστάτη και τον κλείνει, κάνει λάθος. Το κύμα θα συνεχίσει να διαδίδεται μέχρι να φτάσει στην αντίσταση και μετά το κλείσιμο του διακόπτη. Κανένα σήμα δεν θα ταξιδέψει με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός.
Όσον αφορά το τελευταίο βίντεο, αγνοεί μια συνιστώσα του ηλ. πεδίου. Πέραν αυτού, διαφορετικές κατανομές φορτίου δίνουν διαφορετικά αποτελέσματα.
Δεν βλέπω κανένα λογικό άλμα. Πιστεύω πως άλλο θέλει να αναδείξει ο Μύλερ και άλλο συζητάμε.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Στάθης Λεβέτας

Στάθη ο Μύλερ καταλήγει ότι η λάμπα θα ανάψει σε 1/c και όχι σε 1 δευτερόλεπτο. Αυτό είναι το αρχικό του ερώτημα και εκεί εστιάζω.
Εσύ πιστεύεις ότι η λάμπα (με τα μακριά καλώδια) θα ανάψει σε 1/c και όχι σε 1s ;

Ας πούμε ότι μπερδεύτηκα. Τι θέλει να αναδείξει ο Μύλερ και ποιο είναι το άλλο που συζητάμε;

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Αυτό το σχήμα Στάθη είναι δικό σου:
comment image

Εσύ δεν αγνοείς την συνιστώσα του ηλεκτρικού πεδίου.

Βλέπουμε μεγάλα x καλώδια και μικρά y καλώδια.
Σημειώνεις το Poynting στην πηγή και στα x καλώδια. Όχι στα y καλώδια.

Τι θα βγει αν κάνεις ένα ανάλογο στο οποίο τα x είναι μικρά και τα y τεράστια;
Δηλαδή στο χαρτί σου 2 πόντους τα x καλώδια και 20 πόντους τα y καλώδια.
Αν σημειώσεις παντού το Poynting ποια θα είναι η φορά του;

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
5 μήνες πριν

Γιάννη στο σχήμα το σήμα θα φτάσει σε χρόνο x/c, είτε το x είναι μικρότερο, είτε μεγαλύτερο του y. Αν όμως βάλω την πηγή και τον αντίσταση απέναντι, στην μέση του x άξονα, το σήμα θα φτάσει σε χρόνο y/c.
Και πάλι αυτήν είναι ένας καθαρά ποιοτικός υπολογισμός. Αν πάλι το σήμα είναι ικανό να ανάψει την λάμπα, αυτό είναι ένα άλλο θέμα.
Σε κάθε περίπτωση νομίζω πως ο Μύλερ θέλει να αναδείξει με ένα νοητικό πείραμα ότι το μηχανικό μοντέλο για την διάδοση ενέργειας σε ένα κύκλωμα δεν είναι σωστό. Το λέει ξεκάθαρα στην αρχή του βίντεο, όταν περιγράφει πως δίδασκε και ο ίδιος , στο σημείο με την αλυσίδα.
Θεωρώ πως ένα λαμπάκι με πολύ μικρή αντίσταση και για κύκλωμα στο κενό, θα ανάψει σε χρόνο 1m/c.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Στάθης Λεβέτας

Στάθη σχεδίασε τα διανύσματα Poynting σε ένα σχήμα με μεγάλο y και μικρό x. Τότε θα βγάλεις κάτι σαν αυτό:
comment image

Βλέπουμε χοντρά βέλη με πράσινο να παριστάνουν τα Poynting.
Με κόκκινο το ηλεκτρικό πεδίο και με μπλε οι δυναμικές του μαγνητικού πεδίου.
Κάτι τέτοιο έκανες και συ.
Βλέπουμε ποια είναι η κατεύθυνση ροής των Poynting.

Θα με ρωτήσεις τι έκανα τις συνιστώσες του ηλεκτρικού πεδίου τις παράλληλες προς τους αγωγούς.
Στο επόμενο σχόλιο……

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
5 μήνες πριν

Γιάννη Καλησπέρα.
Απαντώ αργοπορημένα λόγω φόρτου εργασίας.
Στο σχήμα σου υπάρχει και ένα οριζόντιο Poynting από την πηγή στον αντίσταση.
Θα γράψω εκτενώς το τι εννοώ, γιατί μαζεύτηκαν πολλά, το Σαββατοκύριακο. Για την ώρα να πω πως το σχήμα και η διάταξη του κυκλώματος, παίζουν ρόλο στην απάντηση για τον χρόνο άφιξης της ενέργειαςστον αντιστάτη. Στο κύκλωμα του Μύλερ, θεωρώ ως σωστή την απάντηση 1m/c.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Στάθης Λεβέτας

Γεια σου Στάθη.
Είμαι στην πατρίδα σου.
Δεν συμφωνώ. Αφού τα Poynting έχουν την διεύθυνση του σύρματος, ο χρόνος θα είναι 1 s.
Το οριζόντιο που δεν σχεδίασα αντιστοιχεί σε πεδίο ανίκανο να ανάψει λάμπα.
Ένας υπολογισμός μπορεί να δείξει το αμελητέον της ενέργειας αυτής.
Άλλο το σύρμα-κυματοδηγός με το μικρότατο πάχος και άλλο το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο της μπαταρίας σε απόσταση ενός μέτρου.

Ηλεκτρομαγνητικά κύματα δεν ανάβουν λάμπες όταν τα επαγωγικά φαινόμενα είναι ασήμαντα.

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
5 μήνες πριν

Για τσίπουρα στον Καρόκη Γιάννη…
Όσον αφορά το επίμαχο: έχω γράψει ότι δεν ξέρω αν το σήμα είναι ικανό να ανάψει μια λάμπα. Αν όμως το ζητούμενο είναι το πώς διαδίδεται η ενέργεια στο κύκλωμα, τότε διαδίδεται και ωσάν να είναι κεραία. Θα μπορούσαμε να κόψουμε και τις άκρες (μήκους 1m) αφήνοντας δύο παράλληλα καλώδια, χωρίς να αλλάξει τίποτα.
Να περνάς καλά.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Στάθης Λεβέτας

Ακριβώς στου Καρόκη πίναμε ουζάκια με τον τον πεθερό μου, για πολλά χρόνια.
Πιστεύω πως σε οιοδήποτε σχήμα αγωγού το διάνυσμα Poynting είναι εφαπτόμενο στον αγωγό. Ο χρόνος είναι (πιστεύω) σε κάθε περίπτωση ίσος με ” μήκος αγωγού/ταχύτητα φωτός”.
Αν παίξουμε με δύο κεραίες προφανώς θα φτάσει σήμα σε χρόνο 1m/c, Όμως αυτό είναι άλλο σήμα. Όχι αυτό που ανάβει τη λάμπα.
Είναι ένα ασθενέστατο σήμα και όχι σήμα ισχύος 100 Watt.

Εμπειρία από την θητεία μου:
Στο στρατόπεδο υπήρχε ναός και μια μέρα το χρόνο έρχονταν πολλοί για την λειτουργία. Για τα μεγάφωνα χρησιμοποιήσαμε μεγάλα καλώδια.
Από τα μεγάφωνα ακούστηκαν τραγούδια από ραδιοφωνικό σταθμό, με πρώτο το “δυο δυό στη μπανιέρα, δυό δυό”. Μέχρι να αποσυνδέσουμε ακούστηκε και Τσιτσάνης και άλλοι. Σήμα αρκετά ισχυρό που όμως δεν θα μπορούσε να ανάψει λάμπα”.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Δες στο σχήμα σου τις συνιστώσες του ηλεκτρικου πεδίου τις παράλληλες προς τους αγωγούς. Τις έκανες με πράσινο χρώμα. Είναι αμελητέες. Γιατί;
Αν η μπαταρία είναι 12 V και τα καλώδια έχουν μήκος 300.000.000 μέτρα, τότε Ε=V/L δηλαδή είναι της τάξης του 4.10^-8 V/m.
Η τάξη μεγέθους το άλλου πεδίου (κόκκινου) είναι V/d δηλαδή μερικά V/m.
Διαφορά 8 μηδενικών!
Έτσι οι συνιστώσες Poynting οι κάθετες στους αγωγούς είναι αμελητέες.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Πάμε τώρα στο σχόλιό σου:
Σε κάθε περίπτωση νομίζω πως ο Μύλερ θέλει να αναδείξει με ένα νοητικό πείραμα ότι το μηχανικό μοντέλο για την διάδοση ενέργειας σε ένα κύκλωμα δεν είναι σωστό. Το λέει ξεκάθαρα στην αρχή του βίντεο, όταν περιγράφει πως δίδασκε και ο ίδιος , στο σημείο με την αλυσίδα.
Στάθη όταν ένας λέει κάτι σωστό στην αρχή, δεν σημαίνει ότι όλα όσα θα πει στη συνέχεια είναι σωστά.
Ξεκινάει με ένα ερώτημα (ποιος ο χρόνος) και καταλήγει στην απάντηση 1/c.
Το ότι ενδιαμέσως λέει κάτι σωστό (το μηχανικό μοντέλο κάνει νερά) δεν σημαίνει ότι η απάντησή του είναι σωστή.
Αν δεν έκανα κάποιο λάθος τα Poynting “έχουν μεγάλο δρόμο να διανύσουν”.
Δεν έχουν την διέυθυνση “πηγή-λάμπα” αλλά κάνουν τις τσάρκες τους.
Μάλλον μας δούλεψε (αθέλητα) ο Μύλερ.

Υ.Γ.
Θυμήθηκα τον Κωνσταντάρα:

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Ας μην παρεξηγηθεί το αστείο.
Εκτιμώ τον Ντέρεκ Μύλερ και το κανάλι του. Χρησιμοποιούσα κάποια βίντεό του στην τάξη.