19 | 11 | 2017
Друзья
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 2824
Просмотры материалов : 7897139

Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 81 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Схемы и скорость света PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
03.07.2017 12:50

Схемы и скорость света

Глава 14 - Линии передачи


Предположим, у нас была простая одна батарея, одна ламповая цепь, управляемая переключателем. Когда переключатель закрыт, лампа сразу загорается. Когда переключатель открыт, лампа сразу же затемняется: (рисунок ниже )



Кажется, что лампа немедленно реагирует на переключатель.


На самом деле, лампа накаливания требует короткого времени, чтобы ее нить нагревалась и излучала свет после получения электрического тока достаточной величины для ее питания, поэтому эффект не мгновенен. Однако я хотел бы сосредоточиться на непосредственности самого электрического тока, а не на времени отклика лампы накаливания. Практически все действия переключателя мгновенно влияют на местоположение лампы. Хотя электроны движутся по проводам очень медленно, общее влияние электронов, толкающих друг друга, происходит со скоростью света (приблизительно 186 000 миль в секунду !).

Что произойдет, если бы провода, несущие мощность на лампу, составляли 186 000 миль? Поскольку мы знаем, что эффект электричества имеет конечную скорость (хотя и очень быструю), набор очень длинных проводов должен ввести временную задержку в цепь, задерживая действие переключателя на лампе: (рисунок ниже )



При скорости света лампа реагирует через 1 секунду.


Предполагая, что не было времени прогрева лампы накаливания и никакого сопротивления вдоль длины проводов 372 000 миль, лампа загорается примерно через одну секунду после закрытия выключателя. Хотя строительство и эксплуатация сверхпроводящих проводов длиной 372 000 миль представляли бы огромные практические проблемы, это теоретически возможно, и поэтому этот «мысленный эксперимент» действителен. Когда переключатель снова откроется, лампа будет продолжать получать питание в течение одной секунды после открытия переключателя, после чего он отключится.

Один из способов представить это - представить электроны внутри проводника в качестве железнодорожных вагонов в поезде: связаны вместе с небольшим количеством «слабых» или «играющих» в муфтах. Когда один железнодорожный вагон (электрон) начинает двигаться, он толкает на него впереди и тянет за собой позади него, но не раньше, чем провисание освобождается от муфт. Таким образом, движение переносится с автомобиля на автомобиль (от электрона к электрону) с максимальной скоростью, ограниченной спариванием соединения, что приводит к гораздо более быстрой передаче движения с левого конца поезда (схемы) на правый конец, чем фактическое Скорость автомобилей (электронов): (Рисунок ниже )



Движение передается от одного автомобиля к другому.


Другая аналогия, возможно, более подходящая для предмета линий электропередачи, - это волны в воде. Предположим, что плоский, настенный объект внезапно перемещается горизонтально вдоль поверхности воды, чтобы создать волну впереди. Волна будет двигаться по мере того, как молекулы воды будут сталкиваться друг с другом, перенося волновое движение вдоль поверхности воды намного быстрее, чем сами молекулы воды действительно движутся: (рисунок ниже )



Волновое движение в воде.


Подобным же образом «сцепление» движения электронов движется примерно со скоростью света, хотя сами электроны не так быстро перемещаются. В очень длинном контуре эта «сцепляющая» скорость станет заметной для человека-наблюдателя в виде короткой временной задержки между действием переключателя и действием лампы.

  • ОБЗОР:
  • В электрической цепи эффекты движения электронов движутся примерно со скоростью света, хотя электроны внутри проводников не движутся нигде вблизи этой скорости.
 
Для тебя
Читай