Welcome Guest ( Log In | Register )

Help | Search | Members | Calendar

Pages: (8) [1] 2 3 ... Last »  ( Go to first unread post )
Давайте обсудим задачку.
« Next Oldest | Next Newest » Track this topic | Email this topic | Print this topic
Elmo
Posted: Nov 15 2007, 22:38

Wise Dreamer

Group: Elite Member
Member No.: 2809

Joined: April 4, 2007

Вокруг этой задачки спорили мои знакомые(все они грамотные люди). Когда мне рассказали про задачу я выразил свое мнение и убежден что оно и есть правильное решение. Подтвердите или опровергните мое решение. Только не подайте жару, я не кандидата наук smile.gif))

и так... задачка...
Стоят лампочка и выключает(рядом). Выключатель включает(и выключает , разумеется) лампочку, НО проводник от выключателя до лампочки очень длинный, и длинна его ровна 10 световых минут.

Вопросы
1. что произойдет если включить питание?
2. что произойдет если отключить питание?
2. что произойдет если включить питание на 3 минуты?

Моя версия.
1. Мы все знаем, что при включении питания создается разница потенциалов(система выходит из состояния равновесия) на концах проводника, и по проводнику течет ток(поток свободных электронов к положительному потенциалу), который распространяется по проводнику, скоростью - ровный скорости света в данной среде. Никто не хочет опровергнуть 1 постулат Эйнштейна? Я тоже и поэтому считаю что скорость окончательная и не может превышать скорость света. Поскольку скорость распространения тока окончательная, то в нашем примере после включения питания лампочка загорит не сразу, а после 10 минут(чуть больше).
2. При выключении произойдет следующее: разница потенциалов уже нет, НО система должна вернутся в равновесие и этому тоже потребуется время - ровной времени создания не-равновесия по всему длину проводника, то есть 10 минут. То есть после выключения питания 10 минут лапочка будет гореть.
3. А если включить питание на 3 минуты, то ток не успеет распространяется по всей длине проводника, и лампочка вообще не загорит.

какие мнения на этот счет??

--------------------
Яблоко от яблони сильно отличается
 
     Top
DZUK
Posted: Nov 15 2007, 23:19

Light Bringer

Group: Elite Member
Member No.: 2803

Joined: March 29, 2007

По мне ничего не произойдет, ибо провод в 10 световых минут имеет большое сопративлиние.

С первыми 2-мя я согласен, с 3 нет. А вообше надо теорию Энштейна посмотреть.

--------------------
Обьединенные части целого есть нечто большее, чем просто их сумма.
 
     Top
Elmo
Posted: Nov 15 2007, 23:46

Wise Dreamer

Group: Elite Member
Member No.: 2809

Joined: April 4, 2007

QUOTE (In the immortal words of DZUK, since Nov 15 2007, 23:19)
По мне ничего не произойдет, ибо провод в 10 световых минут имеет большое сопративлиние.

С первыми 2-мя я согласен, с 3 нет. А вообше надо теорию Энштейна посмотреть.

1. в задаче считается , что проволока имеет очень маленькое сопротивление. Я забыл отметить.
2. Прошу обосновать.

--------------------
Яблоко от яблони сильно отличается
 
     Top
Dream_InspectoR
Posted: Nov 16 2007, 00:07

Eye of the Vision

Group: Moderator
Member No.: 614

Joined: February 10, 2004

Мне тоже кажется что первые два правильные, третий нет. Думаю всего лампочка будет гореть 3 минуты, т.к скажем в случае переменного тока, на самом деле никто никуда не движется а под влиянием изменения элмаг поля электроны "трясутся" и трутся о атомы вольфрама, создавая свет. В данном случае фронт переменного поля достигнет лампочки через 10 минут, и через 3 минуты прекратит меняться, тем самым отключая лампочку.

По аналогии если включить лампочку, потом отключить через 3 минуты, человек на расстоянии 10 световых минут будет видеть лампочку горящей с 10 по 13 минуту.

насчет постоянного тока конечно данная логика не работает, но почему-то мне кажется что разницы нет. Потому что разница потенциалов создается в следствии электрического поля возникающего в проводнике (в батарейке наоборот, поле создается в следствии того что заряды в разных местах.

--------------------
Kill'em!!! Kill'em ALL!!!
 
        Top
Elmo
Posted: Nov 16 2007, 00:31

Wise Dreamer

Group: Elite Member
Member No.: 2809

Joined: April 4, 2007

Видимо я не смог объяснить детали задачи.

Во первых переменный ток здесь вообще работать не будет поскольку если значения потенциалов меняются допустим 50 раз в секунду, ток даже не может распространяется, ни то что по всей длине кабеля, но и по малой его части(а тут меняется направление).Иными словами такая огромная система имеет большой "инертность" и не в состоянии проводить переменный ток периодом менее 10 минут. И не будет реагировать на разницу потенциалов длительностью 3 минут(то есть реакция будет но реакцией будет то, что ток только начнет распространятся). Если уж переменный ток, то только с частотой изменения потенциалов 10 минут(минимум).


А лампочка и выключатель стоят рядом, это кабель протягивается 5 световых минут туда и обратно = 10 световых минут.

--------------------
Яблоко от яблони сильно отличается
 
     Top
Dream_InspectoR
Posted: Nov 16 2007, 00:43

Eye of the Vision

Group: Moderator
Member No.: 614

Joined: February 10, 2004

QUOTE (In the immortal words of Elmo, since Nov 16 2007, 01:31)
Во первых переменный ток здесь вообще работать не будет поскольку если значения потенциалов меняются допустим 50 раз в секунду, ток даже не может распространяется, ни то что по всей длине кабеля, но и по малой его части(а тут меняется направление).

Непонятно почему не может распространяться.. Естественно система такого размера будет обладать нехилой индукцией и электроемкостью.. Но я думал, что у нас идеальный случай так? А в идеальном ничего не мешает переменному току распространяться.

Вообще при включении электронной схемы всегда в начале творится некий ужас, а потом когда все устаканивается, можно применять всякие законы Ома. А до этого не знаю, в школьном курсе физики такого нет smile.gif

--------------------
Kill'em!!! Kill'em ALL!!!
 
        Top
Elmo
Posted: Nov 16 2007, 00:52

Wise Dreamer

Group: Elite Member
Member No.: 2809

Joined: April 4, 2007

QUOTE (In the immortal words of Dream_InspectoR, since Nov 16 2007, 00:43)
Непонятно почему не может распространяться.. Естественно система такого размера будет обладать нехилой индукцией и электроемкостью.. Но я думал, что у нас идеальный случай так? А в идеальном ничего не мешает переменному току распространяться.

Если проволока не обмотан в катушку, и жили(их 2) далеко друг от друга , то он не будет иметь ни индукцией, не емкости. Но у нас идеальный вариант и считаем , что оно без индукцией и емкости. А ток не может распространяться, потому что не успев охватывает часть проволоки, мы его "вынуждаем" изменять направление.

--------------------
Яблоко от яблони сильно отличается
 
     Top
Elmo
  Posted: Nov 16 2007, 11:10

Wise Dreamer

Group: Elite Member
Member No.: 2809

Joined: April 4, 2007

Я нашел в чем был неправ.
3 . вариант будет так. 3 минутное включение питания приведет к тому, что после 7 минут как отключили выключатель лампочка сгорит на 3 минуты.
Почему? объясняю. ... : такой модель не только в воображении можно представить: оно есть и на практике. Идеальный пример сети Ethernet.
И так:
Чтобы уяснить себе стандарт совместного использования среды передачи данных Gigabit Ethernet, надо представить хорошо известный алгоритм CSMA/CD (множественного доступа с контролем носителя и обнаружением конфликтов), только работающий с десятикратной скоростью, - точно так же стандарт Fast Ethernet основан на управлении доступом к среде и ретрансляторе со скоростью 10 Мбит/с. Однако все не так просто: подобное ускорение работы алгоритма CSMA/CD в сети потребовало бы сокращения ее размера до недопустимо малой величины в несколько метров. Это связано с тем, что для работы алгоритма необходимо, чтобы время передачи по сети было меньше или по крайней мере равно времени передачи самого короткого приемлемого кадра.

Для сети Ethernet на 10 или 100 Мбит/с минимальный размер кадра составляет 64 байта. Поскольку время, необходимое для передачи 64-байтового кадра на гигабитной скорости, в десять раз меньше времени передачи на скорости 100 Мбит/с, максимальный размер сети сокращается до 20 м. Он будет еще меньше, если учесть задержки в ретрансляторах и других активных компонентах, которые при использовании современной технологии невозможно уменьшить до одной десятой времени задержек в ретрансляторе на 100 Мбит/с.

Компания Sun Microsystems предложила метод расширения среды передачи, позволяющий вернуться к допустимому значению диаметра сети в 200 м, сохранив при этом параметры CSMA/CD. Ее предложение заключается в увеличении минимальной длины передаваемого кадра с 64 до 512 байт и передаче кадров короче минимального размера в 512-байтном окне для корректного распознавания конфликтов. Для заполнения оставшегося места к кадрам, имеющим длину меньше 512 байт, присоединяется символ расширения канала.

Вот и практический модель и пример такой ситуации.

--------------------
Яблоко от яблони сильно отличается
 
     Top
DZUK
Posted: Nov 16 2007, 18:57

Light Bringer

Group: Elite Member
Member No.: 2803

Joined: March 29, 2007

Интерестно, а вы знаете что такое потенциал в точке?
П.С. Про сети нифига не понял.

--------------------
Обьединенные части целого есть нечто большее, чем просто их сумма.
 
     Top
Dream_InspectoR
Posted: Nov 16 2007, 19:52

Eye of the Vision

Group: Moderator
Member No.: 614

Joined: February 10, 2004

При чем тут потенциал в точке?

--------------------
Kill'em!!! Kill'em ALL!!!
 
        Top
DZUK
Posted: Nov 17 2007, 00:47

Light Bringer

Group: Elite Member
Member No.: 2803

Joined: March 29, 2007

Если вопрос адрисован мне, то вот причем. Ваши разсуждения строятся на том, что элекрический ток следствие разностьи потенциалов на концах проводника, тоисть в точках> Вот и возьникает вопрос, а знаетели вы, что такое потенциал в точке? Потому что тогда вопросы такого рода не возьникают, если знать, что электростатическое поле распространяется с скоростью света.

--------------------
Обьединенные части целого есть нечто большее, чем просто их сумма.
 
     Top
Elmo
Posted: Nov 17 2007, 14:10

Wise Dreamer

Group: Elite Member
Member No.: 2809

Joined: April 4, 2007

QUOTE (In the immortal words of DZUK, since Nov 16 2007, 18:57)
П.С. Про сети нифига не понял.

Там собственно не про сеть, а про то, как распространяется сигнал в сети. Поскольку там очень высокие частоты (100 мегагерц для 100 мегабитной Ethernet и 1 ГГц для Gigabyte Ethernet) и очень высокие скорости передачи кадров и то и на 100 метровом участке кабеля можно наблюдать данную ситуацию. Ограничение длины кабеля UTP(FTP) обусловлено тем, что кадр должен не "отрываясь" сетевой карты успеть дойти и вернутся обратно. Чтобы обнаружение коллизии было реальным. Вот собственно и для этого увеличили размер минимального кадра от 64 до 512 , чтобы длину кабеля увеличить.

Отсюда вывод. Скорость распространения тока в проволоке окончательная величина. Каждый импульс доходит до конца среди "даже отрываясь от источника" если конечно сопротивления среди допускает это.

--------------------
Яблоко от яблони сильно отличается
 
     Top
Elmo
Posted: Nov 17 2007, 14:16

Wise Dreamer

Group: Elite Member
Member No.: 2809

Joined: April 4, 2007

QUOTE (In the immortal words of DZUK, since Nov 17 2007, 00:47)
Если вопрос адрисован мне, то вот причем. Ваши разсуждения строятся на том, что элекрический ток следствие разностьи потенциалов на концах проводника, тоисть в точках> Вот и возьникает вопрос, а знаетели вы, что такое потенциал в точке? Потому что тогда вопросы такого рода не возьникают, если знать, что электростатическое поле распространяется с скоростью света.

если хотите реально представить что такое разница потенциалов между точками, представьте себе шланг-наполненный водой. если держать оба конца шланга на одном уровне, то вода в нем не будет течет, но стоит приподнять/отпустить одно из кончиков то вода будет выливается из того, что ниже. Это и есть разница потенциалов. а скорость распространения течения воды в шланге тоже окончательное число (но вот какое значение оно приблизительно имеет не знаю).

--------------------
Яблоко от яблони сильно отличается
 
     Top
Dream_InspectoR
Posted: Nov 17 2007, 17:11

Eye of the Vision

Group: Moderator
Member No.: 614

Joined: February 10, 2004

QUOTE (In the immortal words of DZUK, since Nov 17 2007, 01:47)
Потому что тогда вопросы такого рода не возьникают, если знать, что электростатическое поле распространяется с скоростью света.

Ну дык я как раз про это, когда писал, что с постоянным тоже по идее должно быть также.

--------------------
Kill'em!!! Kill'em ALL!!!
 
        Top
Dream_InspectoR
Posted: Nov 17 2007, 17:12

Eye of the Vision

Group: Moderator
Member No.: 614

Joined: February 10, 2004

QUOTE (In the immortal words of Elmo, since Nov 17 2007, 15:16)
если хотите реально представить что такое разница потенциалов между точками, представьте себе шланг-наполненный водой. если держать оба конца шланга на одном уровне, то вода в нем не будет течет, но стоит приподнять/отпустить одно из кончиков то вода будет выливается из того, что ниже. Это и есть разница потенциалов. а скорость распространения течения воды в шланге тоже окончательное число (но вот какое значение оно приблизительно имеет не знаю).

Скорость звука в воде должна быть по идее.

--------------------
Kill'em!!! Kill'em ALL!!!
 
        Top
Elmo
Posted: Nov 17 2007, 22:16

Wise Dreamer

Group: Elite Member
Member No.: 2809

Joined: April 4, 2007

QUOTE (In the immortal words of Dream_InspectoR, since Nov 17 2007, 17:12)
Скорость звука в воде должна быть по идее.

мне тоже так кажется, но не уверен.

--------------------
Яблоко от яблони сильно отличается
 
     Top
DZUK
Posted: Nov 18 2007, 11:15

Light Bringer

Group: Elite Member
Member No.: 2803

Joined: March 29, 2007

а почему скорость звука именно?

--------------------
Обьединенные части целого есть нечто большее, чем просто их сумма.
 
     Top
Dream_InspectoR
Posted: Nov 18 2007, 17:40

Eye of the Vision

Group: Moderator
Member No.: 614

Joined: February 10, 2004

Ну звук это по сути распространение фронта избыточного давления, то же самое имеет место при поднятии конца шланга.

--------------------
Kill'em!!! Kill'em ALL!!!
 
        Top
Vahagn_IV
Posted: Dec 3 2007, 13:26

Incomer

Group: Member
Member No.: 2993

Joined: December 2, 2007

Давайте разберемся, что происходит, когда включается разность потенциалов. Пусть сначала имеем короткий провод и подключаем к нему только один контакт нашего источника, скажем +(в противном случае рассуждения аналогичны). + котакт это поле E, заставляющее свободные электроны двигаться в противоположном ему напрвлении. Это поле будет как бы вытаскивать находящиеся в близи контакта электроны проводника. Образуется градиент концентрации свободных электронов, и те электроны, которые находятся подальше от контакта, начнут перераспределятся так, чтоб концентрация была одинакова во всех точках. Но есть и обратный процесс. Так как проводник изначально был в незаряженном состоянии, в нем начнет образоваться положительный заряд, который приведет к возникновению поля направленному противоположно нашему полю E. Это поле будет как бы пытаться задержать электроны. С увелечением недостатка электронов это поле будет усиливаться и, в конце концов, достигнет величины по модулю равной E, но направленной противоположно. В следствии суперпозиции ( вектороного сложения) эти поля будут компенсировать друг друга и поток электронов прекратится.
Так как провод короткий, все это произойдет очень быстро и мы даже не заметим этого.
Вот почему говорят, что для возникновения эл. тока надо иметь разность потенциалов.
Если же теперь подключить второй контакт, то поток электронов, выходящий из проводника у контакта +, будет компенсироваться входящим потоком из контакта -. Этот процесс может продолжаться бесконечно долго.
Теперь пусть провод длинный. Тогда время возникновения противоположного поля будет намного больше, так как чтоб достичь нужной концентрации положительного заряда нужно вытащить намного больше электронов.
Теперь приходим к решениюю
1. что произойдет если включить питание?
Так как один контакт лампочки непосредственно подключен к источнику, она сразу загориться на некоторое время даже если не подключать второй контакт. Это время равно времени врзникновения положительного заряда(достаточно большого чтоб создать поле противоположное действующему), что в свою очередь должно быть порядка времени распространения поля в этом проводнике (~c) . По истечению этого времени лампочка погаснет. Если же включить и второй контакт, то она сразу загоревшись и будет гореть пока не выключат один из контактов.

2. что произойдет если отключить питание?

Причем ЕСТЬ разница какой именно. Если отключить контакт у лампочки, то она практически сразу погаснет, потому что приток все новых электронов создаст отрицательный заряд, который будет тормозить входящий в лампочку поток. Если же отключить другой контакт, то лампочка будет гореть некоторое время пока не достигнется нужная концентрация положительных зарядов.

3. что произойдет если включить питание на 3 минуты?
См.выше
 
     Top
manyu
Posted: Mar 2 2008, 18:07

Word Thrower

Group: Member
Member No.: 1689

Joined: January 25, 2006

надо выбрать модель которую мы рассматриваем
ну для легкости провод сверхпроводник.
отвлечемся от электрончиков, с ними тут никчему не придешь.
рассмотрим распространение магнитного поля, ну и энергия распространяется через магнитное поле, отвлечемся от всяческих потерь и другим методов распространения энергии кокроме как паролельно проводу (а возможно ли теоретически такое, надо вникнуть в теорию относительности, но это предположим возможно), и идущиц к лампочке и приходящий провод не взаимодействуют
предположим индуктивность провода можно выбрать произвольно, а теперь понимаем что творится, обсудите!
можно построить аналогичную механическую модель, основанную
на распространения волн в двух паралельных стержнях.
ну умные люди! Отделайте эту задачу наконец!
вопросы? пишите, с лектором обсужу!
 
     Top
143 replies since Nov 15 2007, 22:38 Track this topic | Email this topic | Print this topic
Pages: (8) [1] 2 3 ... Last »
<< Back to Physics

 




Arminco Global Telecommunications