Wenn wir einen idealen Kondensator verwenden, um einen anderen idealen Kondensator aufzuladen, sagt mir meine Intuition, dass keine Wärme erzeugt wird, da Kondensatoren nur Speicherelemente sind. Es sollte keine Energie verbrauchen.
Um diese Frage zu lösen, habe ich zwei Gleichungen (Ladungserhaltung und gleiche Spannung für beide Kondensatoren im Gleichgewicht) verwendet, um festzustellen, dass tatsächlich Energie verloren gegangen ist.
Was ist der Mechanismus, durch den in diesem Fall Wärme verloren geht? Ist es die Energie, die benötigt wird, um die Ladungen auf C1 näher zusammenzudrücken? Wird Energie aufgewendet, um Ladungen zu beschleunigen und in Bewegung zu setzen? Habe ich Recht, wenn ich behaupte, dass keine "Wärme" erzeugt wird?
Antworten:
Das Problem bei diesen theoretischen Beispielen liegt in der Tatsache, dass der Strom für 0 Sekunden als unendlich angenommen wird . Dies im Naturschutzgesetz grob ersetzen:
Da die Ladung erhalten bleibt, ist die Annahme eines unendlichen Stroms in der Nullzeit falsch.
Die Antwort lautet also: kann nicht definiert werden
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Wenn Massen unelastisch kollidieren, bleibt der Impuls erhalten, aber Energie muss verloren gehen. Ähnlich verhält es sich mit dem Zwei-Kondensator-Paradoxon. Ladung bleibt immer erhalten, aber Energie geht in Wärme und EM-Wellen verloren. Unser schematisches Modell der einfachen Schaltung reicht nicht aus, um die subtileren Mechanismen wie den Verbindungswiderstand aufzuzeigen.
Man kann sagen, dass eine elastische Kollision dem Hinzufügen von Reiheninduktoren in den Drähten entspricht. Irgendwo zwischen den beiden ist Realität - die Verbindungen bestehen aus Widerständen und Induktivitäten; Die Tatsache, dass unser Schaltplan sie möglicherweise nicht zeigt, ist nur eine Schwäche unserer Vorstellungskraft.
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Normalerweise haben die Drähte und Schalter einen gewissen Widerstand. Da Strom durch die Drähte fließt, wird Wärme erzeugt.
Wenn Sie einen "idealen" Kondensator laden, bei dem Ladung und Spannung proportional sind, werden 50% der Energie in Wärme umgewandelt.
Wenn Sie jedoch "echte" Kondensatoren haben, bei denen Ladung und Spannung nicht genau proportional sind (soweit ich weiß, ist dies bei DLCs der Fall), beträgt der Prozentsatz der Energie, die in Wärme umgewandelt wird, NICHT genau 50%.
Dies bedeutet, dass der Schlüssel zu Ihrer Beobachtung in der Gleichung der Kondensatoren (q ~ v) liegt und es keine "intuitive" Erklärung gibt, die von dieser Gleichung unabhängig ist.
(Wenn es eine Erklärung gäbe, die unabhängig von der Gleichung ist, würde der Prozentsatz auch für "echte" Kondensatoren 50% betragen.)
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Ich muss mit "Die Frage ist ungültig" gehen.
Es sieht so aus, als ob das Problem von einer vorherigen zu einer anderen Frage bearbeitet wurde.
Die "Antworten" haben alle Einheiten von Q ^ 2 * C / C ^ 2 oder Q / C.
Es ist 40 Jahre her, seit ich diese EE-Klasse hatte, aber ist das nicht Spannung? Wie beantwortet man eine "wärmeableitende" Frage mit Spannungseinheiten?
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