varausten välinen vetovoima / sähkön tekemä työ

[juge]

"Yksinkertaisesti vuorovaikutusvoimissa" on hyvin sanottu.

Yksinkertaisesti, sähköinen voima tekee työtä influoidessaan, ja kun influoitu kappale vedetään pois, tehdäänkin (mekaanista) työtä sähköistä voimaa vastaan.

[penttinen]

Mittailin tosta wimshurstista, eli jotain konkreettista on:

Konkat sarjassa, joihin varaus muodostuu on n. 0,2 nF. Niiden yli vaikuttaa tuo 150 kV jännite. Todennäköisesti kapasitanssi on suurempi, koska pallopäiset purkauskärjet omaavat myös kapasitanssia, varsinkin suurila jännitteillä. Mutta jätän ne nyt huomiotta, koska mittarikaan ei niitä ymmärrä lukea.

Eli aikaisemmin mainitun influenssi-ilmiön sähkön tuotto Wimshurstin koneessa olisi:

jos Q=CU niin: 2×10^-10 x 150000=0,00003 C

Jos E=QU/2, niin: 0,00003 x 150000 / 2 = 2,25 J , ja tähän aika, jossa varaus muodostuu 1 sec, niin saadaan suoraan Wattisekuntteja (1 J = 1 Ws ) = 2,25 W (miks tuo jaetaan kahdella??)

Jos Coulombi = 6,24·10^18 elektronin varaus, niin kondensaattoreissa on max varauksen aikana 2080000 elektronia. (toivottavasti ei tullut pilkkuvirhettä) Tämä sama määrä vaikuttaa influenssi-kappaleiden ( A ja B) välillä, ja kappaleiden etäisyys toisistaan on yllättävän suuri, 10 mm. Väliaineena on plexi, jonka resitiivisyys on todella hyvä.

Miten tästä saadaan laskettua noiden varausten välinen vetovoima? Eli 2080000 elektronia ja aukkoa (pitääkö nämä jakaa kahdella, koska kyseessä on kondensaattori??) vetää toisiaan puoleensa 1 cm välimatkan päästä? Tällöin saataisiin selville, että saadaanko 2,25 joulella kumottua tuo em. mainitun varauksen vetovoima ?

Vuorovaikutuksesta: Tarkoitin, että lukeeko jossain fysiikan perusjutuissa, että sähköinen vuorovaikutusvoima on suurempi kuin magneettinen vuorovaikutusvoima, tai jotenkin sinne päin... Lieneekö fotoni, joka tuon välittää, joskaan sillä ei ole tässä merkitystä.

Tämä foorumi muuten jumittaa, pari kertaa vastauksen lähettäminen onkin hävittänyt vastauksen kokonaan. Copy-pastella talteen, niin ei ala mennä hermo huonoon jamaan..

[penttinen]

Meneeks tää nyt Maxwellin puolelle jo? Joskin Gaussin yhtälöissä puhutaan käsittääkseni tästä:

http://fi.wikipedia.org/wiki/Gaussin_la ... B6kentille

Hitto kun en ole matemaatikko....

[mikar]

Mietin kohtaa ""Influenssi-ilmiö, varatulla kappaleella voidaan tehdä ääretön määrä vastakkaisesti varattuja kappaleita".

loppuukos puhti pois ja joutuu tuomaan ulkoa energiaa.

[penttinen]

laskutarkistus lähinnä pilkkuvirheiden vuoksi: Olikin virhe tuolla elektronien lukumäärässä !

[quote="penttinen"]
Konkat sarjassa, joihin varaus muodostuu on n. 0,2 nF. Niiden yli vaikuttaa tuo 150 kV jännite. Todennäköisesti kapasitanssi on suurempi, koska pallopäiset purkauskärjet omaavat myös kapasitanssia, varsinkin suurila jännitteillä. Mutta jätän ne nyt huomiotta, koska mittarikaan ei niitä ymmärrä lukea.

Eli aikaisemmin mainitun influenssi-ilmiön sähkön tuotto Wimshurstin koneessa olisi:

jos Q=CU niin: 2×10^-10 x 150000= 0,00003 C ( 0,000000002 x 150000 = 0,00003 ) Menikö to negatiivinen potenssi oikein?, 0,2 nF= 0,000000002 F ??

Jos E=QU/2, niin: 0,00003 x 150000 / 2 = 2,25 J , ja tähän aika, jossa varaus muodostuu 1 sec, niin saadaan suoraan Wattisekuntteja (1 J = 1 Ws ) = 2,25 W (miks tuo jaetaan kahdella??)

Jos Coulombi = 6,24·10^18 elektronin varaus, niin kondensaattoreissa on max varauksen aikana 187200000000000 elektronia. (toivottavasti ei tullut pilkkuvirhettä) Tämä sama määrä vaikuttaa influenssi-kappaleiden ( A ja B) välillä, ja kappaleiden etäisyys toisistaan on yllättävän suuri, 10 mm. Väliaineena on plexi, jonka resitiivisyys on todella hyvä.
Eli 624 000 000 000 000 000 0 x 0,00003 = 187200000000000 kpl elektronia. (tark 187200000000000 / 0,00003 = 624 ja 16 nollaa.)

Miten tästä saadaan laskettua noiden varausten välinen vetovoima? Eli 187200000000000 elektronia ja aukkoa (pitääkö nämä jakaa kahdella, koska kyseessä on kondensaattori??) vetää toisiaan puoleensa 1 cm välimatkan päästä? Tällöin saataisiin selville, että saadaanko 2,25 joulella kumottua tuo em. mainitun varauksen vetovoima ?

[penttinen]

Mikar,

"Mietin kohtaa ""Influenssi-ilmiö, varatulla kappaleella voidaan tehdä ääretön määrä vastakkaisesti varattuja kappaleita".

loppuukos puhti pois ja joutuu tuomaan ulkoa energiaa."

Prosessissa käytetään tietenkin ulkopuolista energiaa siirtämään kappaleita pois sähkökentän vaikutuspiiritä. Koko laitteella on tietenkin lisäksi mekaaniset häviöt myös, mutta niihin ei ole puututtu vielä tässä vaiheessa. Toisaalta juuri tästä on kyse, eli paljonko ulkopuolista energiaa pitää tuoda, ja paljonko sillä saadaan sähköä aikaiseksi.ja onko saatu sähköteho suurempi vai pienempi tehtyyn työhön (=tuotuun energiaan) nähden. Kyseessä onkin se, että millä hyötysuhtella ko. laite tuottaa teoreettisesti sähköä.


Se tässä on kiinostavaa että sähköä ei tuoteta vaihtuvalla magneettikentällä, kuten normaalissa kämityssä generaattorissa. Sähkö syntyy varauksia jakamalla, polarisoitumalla. Käytännössä ongelma on liian suuri jännite (150 kV) joka sellaisenaan on käyttökelvoton, ja vaikea muuntaa alemmaksi. Wimshurstin influenssikonetta on käytetty kyllä pienien röntgenkoneiden sisällä tuottamaan putkelle riittävän suuri jännite. Ja joku lienee laskenut nämä samat höpinät.

[juge]

Mikar,

"Mietin kohtaa ""Influenssi-ilmiö, varatulla kappaleella voidaan tehdä ääretön määrä vastakkaisesti varattuja kappaleita".

loppuukos puhti pois ja joutuu tuomaan ulkoa energiaa."

Prosessissa käytetään tietenkin ulkopuolista energiaa siirtämään kappaleita pois sähkökentän vaikutuspiiritä. Koko laitteella on tietenkin lisäksi mekaaniset häviöt myös, mutta niihin ei ole puututtu vielä tässä vaiheessa. Toisaalta juuri tästä on kyse, eli paljonko ulkopuolista energiaa pitää tuoda, ja paljonko sillä saadaan sähköä aikaiseksi.ja onko saatu sähköteho suurempi vai pienempi tehtyyn työhön (=tuotuun energiaan) nähden. Kyseessä onkin se, että millä hyötysuhtella ko. laite tuottaa teoreettisesti sähköä.

Penttinen, olin juuri kirjoittamassa samaa!

Mitä tulee tuohon vetovoiman laskemiseen, käytä kaavaa F= kQ1Q2/r^2, jossa k on sähkövakio tyhjiölle, k=8,99*10^9 Nm^2/C^2. Eli Coulombin laki. Kondensaattorin varaus on jakautunut kahteen osaan, joten Q1=Q2=Q(konkka)/2. Vai menisikö näin?

Jos levyjen välissä on eriste, homma vaikeutuu, k:n arvo muuttuu. Lisäksi osa varauksesta taitaa olla eristeessä..

[penttinen]

Nyt!

Coulombin laki:

F= k x (Q1 x Q2 / r^2 )

"Tässä Q on sähkövaraus ja r on varausten välimatka. k on väliaineesta riippuva vakio, Coulombin vakio. Ilmassa ja tyhjössä k on likimain 9 10^9 Nm2/C2."
Lähde: http://materiaalit.internetix.fi/fi/opi ... magnetismi (kaavassa pieni virhe, toisen Q1:n kuuluu olla Q2)

Jostain pitäisi löytää plexin dielektrisyysvakio tai siis permitiivisyys, olen hukannut lapun, joka roikkui vuosia pajan seinällä.

Kokeillaan ilmalla, jonka vakio olis 9 10^9 Nm2/C2 ja pitääkö olettaa, että Q= puolet kokonaisvarauksesta, eli eri merkkinen puolikas kaavaan

(0,000015 x -0,000015 = 0,000000000225) joka jaetaan välimatkalla 1 cm, =( 0,01m x 0,01m =0,0001) 0,000000000225/0,0001 =0,00000225
Ja tämä kertaa ilman vakio 900000000 saadaan 2025 Newtonia.

Joku meni lienee pieleen, koska tuo newtonimäärä tuntuu kovin isolta. Jos se muutetaan kiloiksi, niin tulee 202,5 kg. Kokemuksesta voin sanoa, että ko varaus ei pysty kannattamaan 202,5 kg:n punttia. Luonnolisemmalta kuulostaisi vaikkapa 2 grammaa. ????

Joku meni pieleen, Osaako joku korjata?

[penttinen]

*reps* just samaa touhusin...

[juge]

Lisäksi voima heikkene kappaleen liikkuessa, eli kannattaa piirtää kuvaaja, jossa matka on x-akselilla ja voima y-akselilla. Näin voit määritellä työn W voiman F kuvaajan pinta-alasta. W=Fs.