Увеличение на количеството заряд в затворена електрическа система

[nizo]

Тази тема е относно интересен експеримент, който нарушава основен закон в електротехниката и физиката, а именно ЗАКОН ЗА ЗАПАЗВАНЕ НА ЗАРЯДА. Ако потърсите в нета, ще откриете информация, че този закон се води като основополагащ и на много места се твърди, че този закон е един от най-константните закони във физиката. Накратко описан, закона гласи:

Сумата от електричните заряди в една затворена система (т. е. система, която не обменя частици с околната среда) се запазва.

Друга трактовка на закона е, че ако в един обем влезе определено количество заряд, то и толкова ще излезе. Моят експеримент обаче показва, че това не е вярно. След определено обмисляне на ефекта ми се удаде да увелича заряда в експерименталната установка в размер на 154% от началния. Експеримента е прост и може да го проведе всеки от вас. Схемата на експеримента:

В начално положение, зареждаме кондензатор C1 до 12 волта. Заряда който той получава се смята по формулата Q=C.V, където C e капацитета на кондензатора, а V волтажа до който е зареден. В моя случай кондензатора е 8200uF, зареден до 12V = 98400uC. Откачаме C1 oт източника. След това просто затваряме ключа, с което се очаква заряда от C1 да се разпредели в останалите 2 кондензатора C2 и C3. В резултат се получава следната картина:
C1 - 8200uF     6,84V     Q= 56088uC
C2 - 8200uF     5.35V     Q= 43870uC
C3 - 90000uF   0,58V     Q= 52200uC
Общо за трите кондензатора  Q= 152158uC

Ясно се вижда, че в системата първоначално има Q=98400uC, a след затваряне на ключа имаме Q=152158uC.

[coke2k]

C2 C3 са ти последователно свързани - погледни какво става с капацитета при последователно свързване на кондензатори и пак сметни.
За съжаление закона за запазване на енергията е бетон в този случай. Последователно свързани кондензатори им намалява капацитета ...... точно братното на последователно свързани съпротивления 

[nizo]

Този аргумент вече го чух в чата, но той е фантасмагория, която изменя логиката на постановката. Постановката не е с един еквивалентен кондензатор, а с 2 и който не прави разликата си е за негова сметка. Като контра аргумент ще дам следната идея:
Вземаме 2 еднакви кондензатора по 8200uF и ги зареждаме на 300V. След това ги даваме на математика насрещно свързани + с + последователно. Той ще заяви, че заряда в тях е 0, защото като ги обединиш, волтажа е нула, а капацитета е 4100uF. Q=4100uF x 0V=0, a за енергията ще каже, че също е нула, защото волтажа му бил нула след като ги обединил. Ние ще го запитаме:

Ние - Сигурен ли си?
Той - Да, аз съм математик, а математиката никога не греши, брато!

След това ще вържем кондерите в паралел и ще дадем на математика да хване изводите на кондензаторите. Като пипне, ще разбере "реално" колко е заряда и енергията, ма вече ще е късно. 
Внимавайте в картинката!

[Аtos]

Ех, nizo....coke2k е прав, колкото и да си ентусиазиран!
Свързваш по една формула, а смяташ по друга?

Вземаме 2 еднакви кондензатора по 8200uF и ги зареждаме на 300V. След това ги даваме на математика насрещно свързани + с + последователно. Той ще заяви, че заряда в тях е 0, защото като ги обединиш, волтажа е нула, а капацитета е 4100uF. Q=4100uF x 0V=0, a за енергията ще каже, че също е нула, защото волтажа му бил нула след като ги обединил.

Защо някой изобщо би го казал, само за да ти угоди ли? Няма как да е нула нито заряд, нито енергия, докато веригата е отворена.
А в момента, в който свържеш паралелно и разнополюсно два еднакви и еднакво заредени кондензатора, ти ги окъсяваш и ще се разредят с искра.

Твоята логика е малко подобна на следната:
Всяко колело на автомобила се движи с 50 км/ч, колелата са 4, следователно автомобилът се движи с...
200 км/ч
Едва ли някой математик би се вързал на това, не са чак толкова тъпи копелета

[nizo]

atos, мисли малко преди да пишеш, защото все така се изказваш на прима виста. В случая схемата с която сме стигнали до зареждането на кондензаторите няма отношение към изчисленията. В крайния вариант аз ти връчвам 3 заредени кондензатора с въпроса, колко заряд има в тях. Ти хващаш и за всеки от тях изчисляваш Q=C.V и казваш в 1 има толкоз в 2 толкоз и в 3 толкоз. Сумата е повече и това е. Тук не става въпрос дали аз искам да е толкова, а че заряда Е толкова.
Мога да преформулирам задачата така. Представете си че ви връчвам тези кондензатори и ви питам, колко заряд съм употребил да ги заредя до такива волтажи? Kолко?!

[Михаил Кузмов]

nizo, значи според теб аритметиката и практиката се разминават! Тогава, какво ти е обяснението? Защото такова липсва!
Какво е не коректно в твоите измервания?
1/ зареждаш С1 с 12в.
2/ затваряш ключа (при изключено зареждане ли?)
3/ пишеш измерването
Вярно ли е то?
Ето моята аритметика. След затваряне на ключа, С2 и С3 се явяват последователно свързани (виж coke2k). Общият капацитет им става 7515 мкф. След това тези 7515 мкф се явяват паралелно вързани с С1. Общият им капацитет става 15715 мкф.
Сега обясни, как така в краищата на С1 мериш 6.84 в. а в краищата на последователно вързаните кондензатори се получава че мериш 5.35+0.58=5.93 в. Това се явява една точка на мерене с почти волт разлика.
Ако си изобретил нова практика в меренето, споделяй да се научим!
И най на края се явява, че ако свържем последователно трите кондензатора ще имаме 12.77 в. От къде се пръкват тези 0.77 в. отгоре?

[nizo]

Кузмов по точките

1) Да, зареждам C1 с 12 волта.

2)

Откачаме C1 oт източника.

Не знам колко по-ясно може да се напише.

3) Пиша измерването. Измерването изглежда грешно, защото когато затварям контакта, то реално аз докосвам един крокодил до извода за 1-2 секунди, които явно не са достатъчни за пълното прехвърляне и установяване на заряда с което в C1 остава повече заряд и волтаж. Това по никакъв начин не изменя естеството на експеримента. Второ уреда беше със слаба батерия и може би не е дал много точни измервания, но това в никакъв случай не пречи да се направят изводите.

Изводите са, че ако приемем C2 и C3, като последователно свързани капацитети, то колкото по-голям капацитет е C3, то толкова по-успешно той прехвърля заряда през себе си, без да задържа волтаж в себе си. Ако се отиде в екстремни стойности, да речем C2 1uФ, а C3 1000F, то практически, този капацитет е 1uF, което показва, че C3 се държи като проводник, но той не е, защото заряд не може да мине през диелектрика му. Следователно математиката е такава ... зареждаме заряд Q в C1, когато започнем прехвърлянето, то в C1 се очаква да остане 1/2Q, oчаква се в C2 да получим стойност силно клоняща към 1/2Q с което може да заключим, че в C3 също има тази стойност клоняща към 1/2Q. Следователно 3/2Q oбщ заряд или с други думи, хипотетичен максимум около 1.5Q в края на експеримента.

Много е жалко, че тръгвате да изследвате нещата като математици, а не като наблюдателни физици. Защото ако смятате, че може да обедините кондензатора като 7515uF, то да знаете, че допускате огромна грешка. Заряда се разпространява по плочите на кондензаторите, а плочите на 7515uF кондензатор са със значително по-малка площ от реалните ползвани в експеримента. Но в крайна сметка аз само споделям този резултат, а вече вие как го тълкувате си е ваша работа.

Заряда може и да достигне до 2Q, но какво от това?!

[Радико]

nizo Добре много добре направил си експеримент Работиш, изследваш. Колегите незабавно започват да те плюят, това е нормално не само за този форум 
Но дай да видим този експеримент в по научно издържан стил, иначе се получава като изказването на астронома за овцете в Шотландия от прословутият виц.
Пътвото ти слабо място е, че си направил експеримента един единствен път. Недопустимо е да се вадят каквито и да било заключения от такова нещо.
Второто гледам измервал си напрежения може би и тоци, не знам, но нищо не споменаваш за това как точно измери капацитета на използваните кондензатори. На такива големи кондензатори дори на корпуса им обикновено е отбелязано, че допустимият толеранс достига до 50% За мен експеримента е не особено добре издържан и са нужни още стотина повторения СЪС РАЗЛИЧНИ ПО СТОЙНОСТ КОНДЕНЗАТОРИ за да се направи издържан статистически анализ.

[nizo]

Интересно къде прочете и от къде разбра, че съм провел експеримента 1 път. Правих множество експерименти с прехвърляне на заряд с разни индуктори, разни капацитети и в крайна сметка давам тази конфигурация, защото тя добре откроява случващото се увеличение на заряда. Това увеличение го показа един човек Hob Nilre в youtube. Той ползва индуктор и отдаваше ефекта на индуктора, но аз след редица експерименти установих, че просто трябва масивен индуктор или масивен кондензатор, като кондензатора по-добре показва ефекта, а индуктора толкова ускорява заряда, че преобръща поляритета на C1.

Oтносно измерванията, мисля, че "публиката" няма право да има претенции. Ако искате пратете ми качествени капацитети с контролирани стойности и волтметри с минимални грешки или просто ползвайте вашите капацитети с вашите прецизни волтметри.

[Михаил Кузмов]

Добре nizo! Няма да се правя на математик. Тази област ми е слаба. Аз за това пиша аритметика.
Ще се направя на наблюдателен физик. Би трябвало да си убеден, че този експеримент не ми представлява никаква трудност.
Разполагам за момента с най-големият кондензатор 1F/5v. Предложи останалите стойности от схемата, и начина на експеримента.
Аз разбирам как си го направил, но ако има нещо различно....!
След това аз ще опиша резултата след няколко опита, като след всеки от тях ще разреждам кондензаторите.
Вероятно понеделник, ако извънредна работа не спъне коня.
P.S. относно определението на Радико че това е плюене! Не би трябвало така да се разбира. nizo споделя, някои не вярваме! Не сме го правили, и си мислим че няма как да бъде! Това е!

[mi68]

Здравейте,
Скептичен съм към тази тема и подхода за търсене на СЕ. Тук става въпрос за линейна функция, Q=C.U. Усилване в линейни вериги няма как да се получи, освен ако нямаме изменение на параметър, параметрично усилване, примерно изменяме капацитета С.
Усилване, преобразуване става в нелинейни вериги, демек изкривено пространство. Изкривяването е хубаво да е от куб нагоре, за да е лесно усилването, при квадрат тегави резултати от порядък на 105%.
От горните два подхода се явява трети перспективен път, динамично единство и нулиране на противоположносите. Това е като да имаш топла и студена вода, при статично смесване имаме хладка вода-нулиране, при динамично смесване имаме три зони топла, хладка и студена вода, т.е. градиент. Този подход мисля, че води до лесно СЕ, разбира се него разработвам на база магнетизъм и резонанс!

[Михаил Кузмов]

mi68, заблудата е за сметка на nizo. След кратко размишление, стигнах до извода че това е загуба на време!
Познавайки какво представлява електролитният кондензатор, разбрах защо nizo е стигнал до подобен извод.
Трябва да се мери заредената енергия във веригата, за коректен резултат. Няма как да заредим С1 с дадена енергия, след което да разпределим тази енергия в други два кондензатора, и да получим повече сборно.
nizo, направи следното: зареди електролитен кондензатор, свържи волтметър след като го разкачиш, ще наблюдаваш спадане на напрежението според качеството и капацитета на кондензатора, докосни подходяща крушка с нагреваема нишка към изводите за кратко без да разкачаш волтметъра.
Ще наблюдаваш падане на напрежението докато крушката е свързана, след разкачането ще наблюдаваш покачване на напрежението до някаква стойност. Изводите си направи сам.
Това е. Мисля няма какво да обяснявам нататък.

[mi68]

Здравейте,
Колегата nizo, се заблуждава, защото дава в отговор №2 математически доводи. Математически може се докаже, че напрежението е 0, защото имаме векторно, демек геометрично смятане, а той смята алгебрично. Геометричното смятане е нелинейно и зависи от фазовата разлика.
Като свързваме два кондензатора + с + то векторното събиране е 0, фазова разлика 0, напрежението е 0, това не значи че ЕДН на кондензатора е изчезнало. При фазова разлика 180 градуса имаме събиране или при нас + с - =600В.
Векторно смятане имаме при трифазен ток и фазова разлика 120 градуса, 220+220=380В.
В опитната постановка се ползват електролитни кондензатори, исторически електролитните кондензатори са се ползвали като диоди, но заради големия собствен капацитет, работят до промишлена честота.
От проведеният опит на nizo единият кондензатор е зареден на 0,58В, при това напрежение е близко до отпушване на диода на кондензатора и е възможно да имаме параметрично изменение на капацитета на кондензатора от контактната разлика или електрохимичния потенциал на плочите.
Повече от 105% енергия надали ще докара от по-задълбочени опити и настройки.
За мен това не е основния път на СЕ. 

[nizo]

Заблудата е при вас, момци. Първо темата е ясно обозначена, като увеличение на заряд, а не увеличение на енергия. mi68 както винаги е в небесата и му се видя, че търсим СЕ в тази тема, но уви.

Кузмов, ти също не ми обяснявай, "че то  всъщност" енергията трябвало да смятаме, а не заряда. Темата разглежда само заряда.

Аз разбрах процеса и сега ще обясня. Имаме тези 2 кондензатора, първи 1F  100V  Q=100C, втори е с 4 последователно свързани 4F с еквивалентен капацитет 1F 100V Q=100C:


Toва което се случва във втория кондензатор е следното. Заряд постъпва на 2-те крайни черни плочи на кондензатора. Този заряд обаче задейства процес на електростатична индукция в 3-те червени участъка и там заряда се разделя на + и - във всяка плоча. Технически погледнато, червените участъци нямат заряд, защото ако ги разгледаме като парче метал, на него наистина няма излишен заряд. Да, но всъщност върху тези участъци е упражнена електростатична индукция и в момента в който ние разделим кондензаторите, то моментално вече "придобиваме" заряд, защото го разделяме на 2 парчета метал, върху едното има +, а в другото - заряд. Така получаваме 4 кондензатора с по 4F капацитет, заредени до 25V. Aко ги обединим в паралел получаваме 16F на 25V Q=400C. Eстествено, че е така, защото 16F на 25V ще дадат много по-голям ток, на по-малко напрежение. Този ефект е трансформация на напрежение в ток. Обратния процес също съществува, да речем зареждаме 16F на 25V, за което отиват 400 единици заряд, а след това като съединим в серия, 300 единици се унищожават, но получаваме по-високо напрежение. Енергията е еднаква, но количеството заряд е различно, следователно не е добре дефиниран този закон за запазване на заряда.

[mi68]

Здравей колега,
Показваш нагледно как работи електростатичен генератор. Разделянето на кондензаторите, преобразуваш механичната енергия в електрическа, разноименни заряди се привличат, а механичното разделяне е против полето и вкарва потенциална енергия, потенциал или напрежение и складираш заряда в кондензатор.
Да излъжеш закона за запазване на заряда по този начин не става!