Естественные науки

Подскажите, а так интуитивно понятнее, чем как обычно в школе говорят?

Я тут вдруг задался вопросом, а как можно представить себе поведение электрического тока в более привычных абстракциях (в виде аналогов из классической механики). И вот я начал:

Начнём с того что избавимся от кулонов :)) Нам нужна некая единица измерения, от которой можно было бы отталкиваться, и для этого нам очень подойдёт количество заряда (q). Почему? - потому что это количественная мера. Мы можем себе представить заряд в 1 кулон, как группу из 6.2415[блабла] *10^19 электронов, которые летят по проводнику и выполняют некую работу. То есть кулоны - это просто мера количества электронов (по крайней мере в нашем случае). Тогда

E (эл. потенциал) = E/q (энергия единичного заряда)
U (напряжение) = A/q (работа выполняемая при переносе единицы заряда)
I (сила тока) = q/t (количество заряда проходящее за единицу времени)
P (мощность) = U*I = A/q * q/t = A/t (количество работы выполняемое за единицу времени)
R (сопротивление) = U/I = A/q * t/q (время, необходимое для переноса единицы заряда через участок, на котором он выполняет единицу работы)
C (ёмкость) = q/dE = q/A (заряд, необходимый для выполнения единицы работы), что логично, ведь например зарядка конденсатора - это выполнение над ним определённой работы, только не в виде рассеивания теплоты в окружающую среду, а в виде зарядки (накапливания заряда на обкладках).

В общем пока вроде получается неплохо и, кажется, даже интуитивно понятнее, что из себя представляют указанные величины, чем на уроках физики :)) Но вот вопрос, не кажется ли мне это, и вообще не заблуждаюсь ли я где-то допустив ошибку?

Короче критикуйте, буду рад услышать ваши мнения.
Вячеслав Синцов
Вячеслав Синцов
42 958
Начало и первые три формулы "зашли" хорошо. Мощность, как мне кажется достаточно крайнего правого равенства - как работа за единицу времени, остальное, при необходимости выводим. Мне кажется, что для начала нужно вводить минимум формул, которые образую базис, который нужно задать так, чтобы в голове отложилось надежно. Потом дать производные формулы с выводом и для наиболее используемых или образующих самостоятельные величины дать интерпретацию. А сразу все взаимосвязи и всевозможные комбинации - это трудно проглотить за один заход.

На законе Ома для участка цепи споткнулся. "время, необходимое для переноса единицы заряда через участок, на котором он выполняет единицу работы" - это что? В том смысле, что как-то не всплывает очевидный аналог из механики, например. Мне лично удобнее было запомнить, что сила тока пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению, привлекая аналогию с простейшей гидравликой - чем сильнее давление, тем больше воды проходит через сечение, чем Уже труба - тем меньше. (и вообще, сравнение проводов с трубами и прочие аналогии не раз выручали на уроках физики) Предлагаемый обычно для запоминания мнемонический треугольник - какая-то ерунда, я всегда забывал, в какие сектора какие буквы ставить ))

Короче, начинать с заряда может и здравая идея, но нужно ли все величины расшифровывать через заряд, при первом знакомстве - не знаю. Вот с мощностью показалось это искусственным и с сопротивлением, мне кажется введенной ранее связи силы тока с q было бы достаточно, чтобы двигаться дальше уже на новом уровне абстракции.

Естественно, все это исключительно мои представления, вовсе не обязательно, что они будут удобны для других.
Наталья Гайдашенко
Наталья Гайдашенко
79 820
Лучший ответ
Вячеслав Синцов "чем Уже труба - тем меньше" - я бы тоже рад так это себе представить, но есть большая проблема :) возьмём 2 резистора с сопротивлением R и соединим последовательно. Будет ли это то же самое, что соединить последовательно 2 трубы одинакового диаметра? Я в гидравлике не шарю, но что-то мне кажется, что воде абсолютно пофигу на длину трубы, она течёт так, как позволяет самое узкое место в системе. С током же немножко иначе... тут каждое сопротивление вносит свою лепту в общую картину :)

Или я неправ? :)

"Естественно, все это исключительно мои представления" - именно это мне и нужно. Типа "чувак, не удобно же!" один из ожидаемых ответов, который позволит сделать это удобным или расставит все точки и заставит отказаться от идеи из-за её неудобства.
Вячеслав Синцов Кстати, насчёт сопротивления :) А есть ли в классической механике что-то, что считается как работа умноженное на время? Может быть с его помощью получилось бы выразить сопротивление более удобно.

у меня просто есть всего два варианта: озвученный и "работа выполняемая зарядом проходящим участок за единицу времени"... Но мне подумалось, что первая будет получше второй.
Электрик Вася скажет спасибо за "заряды", которые ему ни нахер не нужны.
АЛ
Алекс Логашкин
48 509
Вячеслав Филимонов А как тогда дать формальное определение "силе тока"?
Ничего хорошего и формулы неправильные.
Сергей Шмаков
Сергей Шмаков
10 312
Вячеслав Синцов Обоснуйте пожалуйста неправильность формул. в каком случае они работают неправильно?
тяжело критиковать, видя формулы ;)
АЗ
Андрей Зайцев
4 771
Вячеслав Синцов мда. я ожидал большего оживления... ну хотя бы что-то типа "да ты бездарь, физику в школе не учил" или "у тебя не получится, когда замахнёшься на понятия посерьёзнее, столкнёшься с противоречием" или ""Вау! Теперь я знаю что же это за величина такая хитрая - сопротивление"...

а из критики получил 2 комментария, один из которых от "электрика Васи" :))

Эх. Надо было начинать с фразы "Воздух - это водяной пар, молекулы которого раскручены против часовой стрелки магнитным полем плоской Земли, со структурой пчелиных сот"... :)) тогда хоть и не целевое, но внимание бы привлёк.

Похожие вопросы