Les bons principes en physique

[calculair]

Bonjour,

Cela simplifierait tout si Fab 79 avait raison en disant que la valeur du champ electrique à l'interieur du condensateur est densite surfacique des charges divisée par 2 epsilon°

Le théorème de Gauss indique que pour le champ E, il ne faut pas diviser par 2 !
J'ai refait au propre mon topo en faisant attention de ne pas oublier une puissance quelque part

Dans le bilan il me manque une energie equivalente à l'energie initiale....

Peut être as tu raison Fab 79,mais il faut me convaincre.... d'ailleurs ici on ne recherche pas encore de l'energie dans une hypothétique onde electromagnétique....!!!!!!!


Bien cordialement
-----

[mariposa]

On a bien le droit de faire les calculs avec des fils non resistifs ou des connections non selfiques .

Je n'ai pas lu les quelques fils précédent, je répond seulement à cette question.

Pour répondre à cette question il faut examiner la situation: Tu veux transferer des charges d'un condensateur a 1 autre alors il faut que ces charges soient portées par quelquechose, il doit donc y avoir un fil dans lequel circulera les charges autrement dit il y aura un courant. si ce courant varie avec le temps il y aura alors automatiquement un rayonnement.
;
donc la réponse a ta question est non.
.
Remarque les notions de résistance, capacité et self sont des modèles dont l'origine est contenu dans les équations de Maxwell. Il y a donc une limite a ne pas franchir. on ne peut pas expliquer toute la physique contenue dans les équations de Maxwell avec des résistances selfs et capacité.

[calculair]

Je n'ai pas lu les quelques fils précédent, je répond seulement à cette question.

Pour répondre à cette question il faut examiner la situation: Tu veux transferer des charges d'un condensateur a 1 autre alors il faut que ces charges soient portées par quelquechose, il doit donc y avoir un fil dans lequel circulera les charges autrement dit il y aura un courant. si ce courant varie avec le temps il y aura alors automatiquement un rayonnement.
;
donc la réponse a ta question est non.
.
Remarque les notions de résistance, capacité et self sont des modèles dont l'origine est contenu dans les équations de Maxwell. Il y a donc une limite a ne pas franchir. on ne peut pas expliquer toute la physique contenue dans les équations de Maxwell avec des résistances selfs et capacité.

Je m'attendais à une remarque de ce type. Je ne me laisserai pas abattre comme cela!!!!!!!!!. J'ai imaginé un montage ou il n'y a plus de fils.....

Nous avons un different avec Fab 79 sur la valeur du champ à l'interieur du condensateur..

bien cordialement

[invité576543]

La self existe du simple fait qu'il y a une boucle, et le dispositif impose une boucle, ainsi que
la circulation d'un courant non nul dans la boucle.

Mais:

Est-ce qu'il n'y a pas moyen de disposer les fils de manière à ce que le champ magnétique s'annule au premier ordre, en les mettant parallèles, le plus proche possible l'un de l'autre, torsadés pour bien faire.

La "surface" de la boucle peut être rendue très petite (aussi petite que l'on, veut ?). Cela rend le champ très petit il me semble (?). Où passe alors l'énergie?

Cordialement,

[mariposa]

Je m'attendais à une remarque de ce type. Je ne me laisserai pas abattre comme cela!!!!!!!!!. J'ai imaginé un montage ou il n'y a plus de fils.....

Nous avons un different avec Fab 79 sur la valeur du champ à l'interieur du condensateur..

bien cordialement

Est-ce que tu pourrais m'expliquer la description de ce montage sans fil?

[mariposa]

La self existe du simple fait qu'il y a une boucle, et le dispositif impose une boucle, ainsi que
la circulation d'un courant non nul dans la boucle.

Mais:

Est-ce qu'il n'y a pas moyen de disposer les fils de manière à ce que le champ magnétique s'annule au premier ordre, en les mettant parallèles, le plus proche possible l'un de l'autre, torsadés pour bien faire.

La "surface" de la boucle peut être rendue très petite (aussi petite que l'on, veut ?). Cela rend le champ très petit il me semble (?). Où passe alors l'énergie?

Cordialement,

;
Bonjour,


Effectivement on peut trouver des solutions techniques pour réduire la surface de la boucle telle que tu le proposes. Mais comme tu l'as fait remarquer la boucle sera toujours fermée.

En fait il ne faut oublier que le courant de déplacement qui circule dans le condensateur est également responsable d'une source de champ magnétique variable et donc de rayonnement.

[calculair]

Bonjour,

Le montage sans fil est dans mon Post de 9h10

Je joins 2 schemas ici avec de boucles longues et courtes

eventuellement Ok pour le champ de courant deplacement à l'interieur du condensateur. Celui -ci s'ajoute au champ eventuel crée par les fils de longueur variable et de self variable

Ce qui ne change pas c'est l'energie finale et la charge.

Il faut demontrer que le champ rayonnée ne depend pas des caracteristiques geometrique de l'antenne constituée par les fils et l'espace compris dans le condensateur.........

On est sur le point de faire une decouverte pour les radioelectriciens.....!!!!

Bien cordialement

[YBaCuO]

Je suis d'accord , j'aurais du me relire plus attentivement pour le carré de la charge par contre ton explication sur la repartition volumique des charges ne me satisfait pas pour les conducteurs parfaits. Ton eexplication conduit à ce qu'il existe un champ electrique à l'interieur d'un conducteur parfait qui de plus est au même potentiel.....
Es tu toujours convaincu par ton explication ?

Bien cordialement

Il est vrai que je considère un conducteur pas tout à fait parfait, pour avoir un conducteur parfait il faut passer à la limite avec une épaisseur tendant vers zero. Le facteur 1/2 ne disparait pas.

Un conducteur parfait signifie avoir une densité volumique de charge infinie sur un volume nul. Raisonner avec les mains sur ce genre de donnée aboutit souvent à des résultats faux.

Un autre moyen de trouver ce facteur 1/2 est de calculer le travail en déplaçant des charges infinitésimales dq de la position e à 2e et en intégrant sur Q.

Le problème du calcul vient du fait que l'armature fixe (1) de ton condensateur créé un champ électrique au voisinage de l'armature 2 qui s'écrit :
qui a pour effet d'exercer une force sur l'armature 2 et donc ton travail T' qui vaut alors :
...

Ce que veut dire fab_79 c'est que le champ électrique entre les armatures est la superposition de deux champs électriques créés par les deux armatures.
Le champ total est .
Pour calculer la force extérieure appliquée sur l'armature 2, il ne faut pas prendre en compte le champ électrique créé par lui-même. On ne conserve que
d'où le facteur 1/2.

[inviteaccb007d]

Bonjour,

Je suis d'accord avec toi calculair sur la valeur du champ électrique à l'intérieur du condensateur qui vaut .

Par contre, le champ créé par l'armature fixe du condensateur est au voisinage de l'armature mobile, c'est le champ que ressent l'armature mobile quand tu la déplaces et non le champ qui règne à l'intérieur du condensateur.
C'est comme une charge Q qui se déplace dans un champ électrique E, tu ne prends pas en compte le champ créé par la charge Q...
J'espère que c'est un peu plus clair comme ca ...

[mariposa]

Bonjour,

Le montage sans fil est dans mon Post de 9h10

Je joins 2 schemas ici avec de boucles longues et courtes

eventuellement Ok pour le champ de courant deplacement à l'interieur du condensateur. Celui -ci s'ajoute au champ eventuel crée par les fils de longueur variable et de self variable

Ce qui ne change pas c'est l'energie finale et la charge.

Il faut demontrer que le champ rayonnée ne depend pas des caracteristiques geometrique de l'antenne constituée par les fils et l'espace compris dans le condensateur.........

On est sur le point de faire une decouverte pour les radioelectriciens.....!!!!

Bien cordialement

Dans ton exemple nous sommes a la limite du langage de l'électronicien qui sont des modèles simplifiés.
.
Pourquoi il y a toujours 1 fil ?
.
Les électrons font passer d'une électrode à 1 autre. Qui dit mouvement d'électrons veut dire résistivité. Donc tu n'as pas éliminé le fil il est bel et bien là.
.
Pourquoi il y a toujours un circuit?
.
1- Le courant variable qui passe horizontalement entre les armatures du condensateur va générer une onde électromagnétique.
;
2- Les courants de déplacements qui circulent verticalement dans les condensateurs vont eux aussi engendrés une rayonnement électromagnétique.

Donc contrairement aux apparences il y a toujours pertes joules et pertes par rayonnement dont la somme vaut 1/4.C.V2.
.
a l'évidence la répartition entre effet joule et rayonnement dépend de la géométrie du problème. Cette répartition peut se calculer (sans réfléchir )en résolvant numériquement les équations de Maxwell.

[calculair]

Merci YBaCuo et fab 79 vous m'avez convaincu à 99 %
Negligeons les 1% qui reste pour l'instant

Dans ces conditions le courant de deplacement à l'interieur du condensateur ne rayonne pas comme l'annoncé mariposa...

Ce qui devient génant c'est que l'on adapte les explications qualitatives pour tenter d'expliquer le phénomène de la conservation de l'energie.

Le calcul quantitatif permettra de dire que l'on a pris en compte toutes les energies.....

Bienn cordialement

[inviteaccb007d]

Bonjour,

On est obligé de faire le calcul en prenant des fils résistifs...

Dans ce cas, on voit que que l'état initial et l'état final est indépendant de la longueur des fils qu'on met entre les 2 capas.

Or si on considère des fils très long, l'énergie dissipée par effet joule va être plus grande alors que la boucle de courant va créé un champ magnétique qui va diminuer où R est le rayon de la boucle de courant. Donc l'énergie magnétique emmagasinée dans cette boucle de courant diminue.
Les 2 effets (effet joule/énergie magnétique) sont inverses l'un de l'autre ce qui semble bien pourvoir expliquer l'énergie manquante, mais il faut faire les calculs de manière un peu plus quantitative.

Cordialement,

[mariposa]

Merci YBaCuo et fab 79 vous m'avez convaincu à 99 %
Negligeons les 1% qui reste pour l'instant

Dans ces conditions le courant de deplacement à l'interieur du condensateur ne rayonne pas comme l'annoncé mariposa...

;
pour être efficace pourrais-tu me résumer les raisons pour lesquelles le courant de déplacement à l'intérieur du condensateur ne rayonne pas.

Ce qui devient génant c'est que l'on adapte les explications qualitatives pour tenter d'expliquer le phénomène de la conservation de l'energie.

.
C'est normal puisqu'au nom des bons principes de la physique on est sûr que l'énergie est conserve.

Le calcul quantitatif permettra de dire que l'on a pris en compte toutes les energies.....
Bienn cordialement

On peut le dire ainsi. Mais as-tu une autre idée pour expliquer la fuite de l'énergie?

[calculair]

;
pour être efficace pourrais-tu me résumer les raisons pour lesquelles le courant de déplacement à l'intérieur du condensateur ne rayonne pas.



.
C'est normal puisqu'au nom des bons principes de la physique on est sûr que l'énergie est conserve.



On peut le dire ainsi. Mais as-tu une autre idée pour expliquer la fuite de l'énergie?

En effet dans le cas du deplacement mecanique des plaques du condensateur et en supposant que le champs electrique à prendre en consideration pour calculer le travail mecanique est le champ existant E divisé par 2, alors le travail mecanique founit ou absorbé,correspond à l'ecart d'energie calculé du condensateur avec sa charge Q.

Si on fait intervenir un rayonnement, celui-ci ne devrait pas emporter de l'energie.!!!! pour maintenir vrai le prnicipe de la conservation de l'energie.

Qu'en dis tu ?

cordialement

[curieuxdenature]

Bonjour Calculair et tous

tu as apprécié mon problème je vois.
En fait il est parfaitement exact, il fait partie d'un devoir scolaire où j'ai shunté la partie vitesse initiale - vitesse finale de la jambe.
Si on imagine un tir à la verticale, la confusion est vite levée on se doute bien que le ballon ne va pas s'élever à 72 m. (sacré shoot !)

Avec les 2 condos la tension tombe bien à U/2, de ce côté là il n'y a pas de doute, un voltmètre numérique, 2 condos de 1000 µF et la mesure est indicutable.
Mais une fois que C1 se décharge dans C2 l'équilibre des charges n'est pas instantané.
On a bien un circuit LC avec génération d'une onde électromagnétique de fréquence f = 1/(2 Pi racine (L C)) qui va s'amortir dans le temps. 'L' étant constitué de l'inductance des fils de chaques condos. (environ 1 nH par mm de cuivre, ce n'est pas négligeable.)
C'est ce train d'ondes qui va emporter l'énergie manquante.

Si les fils étaient supraconducteurs l'énergie serait exactement E/2, mais ils sont aussi resistifs, donc il y aura aussi une perte faible par effet joule.
On clair tu as fabriqué une mini station radio, de fréquence f pendant un temps T, mais une radio lamentable !

[calculair]

Bonjour Calculair et tous

tu as apprécié mon problème je vois.
En fait il est parfaitement exact, il fait partie d'un devoir scolaire où j'ai shunté la partie vitesse initiale - vitesse finale de la jambe.
Si on imagine un tir à la verticale, la confusion est vite levée on se doute bien que le ballon ne va pas s'élever à 72 m. (sacré shoot !)

Avec les 2 condos la tension tombe bien à U/2, de ce côté là il n'y a pas de doute, un voltmètre numérique, 2 condos de 1000 µF et la mesure est indicutable.
Mais une fois que C1 se décharge dans C2 l'équilibre des charges n'est pas instantané.
On a bien un circuit LC avec génération d'une onde électromagnétique de fréquence f = 1/(2 Pi racine (L C)) qui va s'amortir dans le temps. 'L' étant constitué de l'inductance des fils de chaques condos. (environ 1 nH par mm de cuivre, ce n'est pas négligeable.)
C'est ce train d'ondes qui va emporter l'énergie manquante.

Si les fils étaient supraconducteurs l'énergie serait exactement E/2, mais ils sont aussi resistifs, donc il y aura aussi une perte faible par effet joule.
On clair tu as fabriqué une mini station radio, de fréquence f pendant un temps T, mais une radio lamentable !

C'est une demonstration qui suppose vraie le principe de conservation de l'energie.

C'est une demonstration qui suppose que l'energie s'echappe par rayonnement

Mais il y a peu être d'autre forme d'energie mise en jeu...

Dans L'exemple du condensateur dont on change la valeur par un travail mecanique, il semble qu'il n'y ait plus de rayonnement. La nature du phénomène change. Mais cette fois il semble bien que l'on sache ou se trouve toutes les energies.

Le but est de bien comprendre le phénomène.

Si on avait supposé la conservation de l'energie dans les condensateurs, je ne sais quelle explication on aurait trouver pour expkiquer la conservation de la charge ( arrachement d'electrons ou reintegration des electron dans la structure moleculaire du metal ou autre chose de plus subtil que peut nous reserver la mecanique quantique.......)

j'espère que j'ai bien repondu pour tes joueurs de foot

Cordialement

[obi76]

Je pense avoir une explication.. Ce serai l'énergie initialle qui n'est pas "simplement" E = 1/2 CU². 2tant donné qu'une armature de l'autre condensateur est relié à celui qui est chargé, par conservation de charge je subodore que la charge du second n'est pas nul (même si la seconde armature n'est pas reliée).

A creuser

[obi76]

au lieu de faire tout ce toutim, je suggère une expérience plus simple :

on charge un condo, on met un interrupteur entre ses 2 pattes et paf.

Au début : 1/2 CU², à la fin 0...

Bref à méditer... (peut etre fait il considérer l'énergie potentielle des électrons).

[inviteaccb007d]

En fait, l'énergie dissipée par les fils explique l'énergie manquante :
Si tu fais les calculs en considérant des fils résistifs, tu remarques que l'énergie dissipée dans les fils vaut CV²/4 et est indépendant de la résistance du fil...car elle ne dépend que de V.
Donc voila tout s'explique...

[calculair]

En fait, l'énergie dissipée par les fils explique l'énergie manquante :
Si tu fais les calculs en considérant des fils résistifs, tu remarques que l'énergie dissipée dans les fils vaut CV²/4 et est indépendant de la résistance du fil...car elle ne dépend que de V.
Donc voila tout s'explique...

Ce n'est pas aussi simple...car "mariposa" nous expliquait que de l'energie était rayonnée, maintenant tu expliques que tout est dissipée dans la resistance.

les fils n'auraient plus de self également......

Pour ma part j'ai demontré à 99% que tout est dissipé dans un effort mecanique.

les phénomènes semblent trés évolutifs selon le type d'explication rechechée

On tourne peut être autour du pot.....

cordialement

[obi76]

A titre personnel, je prend la réponse (fort bien justifiée par ailleurs) de fab_79 comme étant la bonne.

[inviteaccb007d]

Si tu prends en compte la self des fils alors je penses mais je n'ai pas fait les calculs que CV²/4 sera séparés en 2 contributions
- l'une qui vient de la self des fils et
- l'autre qui vient de la résistance des fils
Peut-être même CV²/8 pour l'effet resistif et CV²/8 pour l'effet inductif . Mais il faut vérifier en faisant les calculs.

[calculair]

Si tu prends en compte la self des fils alors je penses mais je n'ai pas fait les calculs que CV²/4 sera séparés en 2 contributions
- l'une qui vient de la self des fils et
- l'autre qui vient de la résistance des fils
Peut-être même CV²/8 pour l'effet resistif et CV²/8 pour l'effet inductif . Mais il faut vérifier en faisant les calculs.

Je comprend fort bien ces règles de partage pifométrique, mais je ne me laisserais pas convaincre

Pour la valeur du champs a prendre en compte dans le travail d'eloignement des plaques du condensateur, tu gagnent encore 0,5 %


bien cordialement

[obi76]

Ben supraconducteur ou pas (R nul quoi), quand on fait ça on a un I qui tend vers l'infini.

Difficile d'affirmer dans ce cas que les pertes par effet Joule sont nulles (RI² non définit)

[mariposa]

En effet dans le cas du deplacement mecanique des plaques du condensateur et en supposant que le champs electrique à prendre en consideration pour calculer le travail mecanique est le champ existant E divisé par 2, alors le travail mecanique founit ou absorbé,correspond à l'ecart d'energie calculé du condensateur avec sa charge Q.

Si on fait intervenir un rayonnement, celui-ci ne devrait pas emporter de l'energie.!!!! pour maintenir vrai le prnicipe de la conservation de l'energie.

Qu'en dis tu ?

cordialement

Je ne comprends pas du tout de quel travail mécanique il s'agit. D'ailleurs il suffit de tout fixer mécaniquement comme cela on sera sûr qu'il n'y a pas de travail de forces.!

[obi76]

ça ne veut rien dire... il suffit que les 2 armatures bougent un peu, en écrasant légèrement le dielectrique, l'énergie partirai en déformation d'un matériau.

Malgré tout je maintiens ce que j'ai dis au post précédent : il doit y avoir de l'effet Joule...

[mariposa]

Si tu prends en compte la self des fils alors je penses mais je n'ai pas fait les calculs que CV²/4 sera séparés en 2 contributions
- l'une qui vient de la self des fils et
- l'autre qui vient de la résistance des fils
Peut-être même CV²/8 pour l'effet resistif et CV²/8 pour l'effet inductif . Mais il faut vérifier en faisant les calculs.

Il n y a aucune raison que 1/4.C.V2 soit partagé moitié-moitié. Si R est grand alors le courant varie lentement et l'émission d'onde qui augmente avec la fréquence tend vers zero à la limite du continu. Donc dans cette limite:

1/4.C.V2 = Intégrale[ R.I2.dt] de 0 à l'infini.

[calculair]

Je ne comprends pas du tout de quel travail mécanique il s'agit. D'ailleurs il suffit de tout fixer mécaniquement comme cela on sera sûr qu'il n'y a pas de travail de forces.!

Bonjour mariposa et mes contributeurs

Dans le document que posté aujourdhui à 9h10 il y a un calcul qui est fait quand on eloigne avec une force l'armature d'un condensateur. On injecte donc dans le systeme un travail mecanique.

Si ce travail mecanique correspond à l'augmentation de l'enegie du condensateur, l'univers tout entier n'a pas besoin d'envoyer ue onde electromagnetique dans le condensateur.

Si au contraire ce sont les plaques qui restituent un travail mecanique en s'approchant, là aussi on a pas besoin de faire l'hypothèse d'une onde electromagnetique mysterieuse.....

Chaque fois que l'on sait calculer ou va l'energie, plus personne fait l'hypothèse de l'onde electromagnétique. Elle apparait chaque fois que le système est mal maitrisée.

Je ne sais pas ce que tu en penses vraiment ? l'explication que tu donnes est séduisante, mais pas demontrée; Elle est simplement physiquement plausible. Une hypothèse à examiner et pas plus.


Excuses moi si je suis un peu dur à convaincre, je pense qu'au fond se toi tu dois être géné
Tes explication m'interessent,
Bien cordialement

[mariposa]

Bonjour mariposa et mes contributeurs

Dans le document que posté aujourdhui à 9h10 il y a un calcul qui est fait quand on eloigne avec une force l'armature d'un condensateur. On injecte donc dans le systeme un travail mecanique.

Si ce travail mecanique correspond à l'augmentation de l'enegie du condensateur, l'univers tout entier n'a pas besoin d'envoyer ue onde electromagnetique dans le condensateur.

Si au contraire ce sont les plaques qui restituent un travail mecanique en s'approchant, là aussi on a pas besoin de faire l'hypothèse d'une onde electromagnetique mysterieuse.....

Chaque fois que l'on sait calculer ou va l'energie, plus personne fait l'hypothèse de l'onde electromagnétique. Elle apparait chaque fois que le système est mal maitrisée.

Je ne sais pas ce que tu en penses vraiment ? l'explication que tu donnes est séduisante, mais pas demontrée; Elle est simplement physiquement plausible. Une hypothèse à examiner et pas plus.

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Le problème posé implicitement au départ, tel que je le comprends, est que les armatures du condensateur sont fixes. Par exemple il y a 1 diélectrique qui certes augmente la capacité mais également maintient mécaniquement le condensateur; Donc aucune force ne travaille. Mais on peut changer les règles du jeu.
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Dans ce cas si les armatures ne sont pas contraintes, que se passe-t-il?
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Supposons le condensateur seul avec son energie électrique initiale 1/2.C.V2. Si on permet le mouvement des plaques elles vont s'attirer et se mettre en mouvement. L'énergie du condensateur va donc diminuer et être transformée en énergie cinétique des plaques 1/2.m.v2
.
Maintenant si l'on étudie la décharge du condensateur "mécaniquement libre" a travers une résistance l'énergie initiale va se répartir entre:

l'énergie dans l'autre condensateur.
La dissipation dans la résistance.
Le mouvement cinétique des plaques.

j'ai supposé que l'autre condensateur est mécaniquement fixé et que l'on pouvait négligé le rayonnement électromagnétique.

Excuses moi si je suis un peu dur à convaincre, je pense qu'au fond se toi tu dois être géné
Tes explication m'interessent,
Bien cordialement

Non ya pas a s'excuser, tes questions sont de la bonne physique, elles m'obligent a réflechir et m'apporte beaucoup de satisfaction.

[obi76]

Bon je viens de trouver, et effectivement ça part par effet Joule, supraconducteur ou non.

Démonstration : Tu prend 2 condensateurs, dont 2 pattes en commun et à la masse.
Entre les 2 autres pattes des condensateurs, tu met une résistance (tu verra par la suite pourquoi).

A partir du moment ou tu ferme l'interrupteur, on considère le circuit comme celui que je viens de te donner, c'est à dire on remplace l'interrupteur par une résistance.

Soit la tension aux bornes du condo chargé initialement (=) et la tension aux bornes du second condo.

Initialement l'énergie est , l'énergie finale , on a doncqui "disparaissent".
Bon attaquons nous à la perte via la résistance :

Une équa diff de base te donnera l'évolution de chacune de ces tensions :
. Avec .
Or, I à travers la résistance nous est donné par (on a bien confirmation de ce que j'ai donné comme solution : la moitié des charges partent du premier condo, par conséquent => ).

Bref, la puissance dégagée par la résistance est

Enfin, l'énergie perdue :

Pour l'intégrale de l'exponentielle, considère que je prend un temps t avec un ordre très supérieur à celui de .

Maintenant tu peux toujours me faire bouger ton R vers 0, il n'empêche que les pertes PAR BRANCHE (j'ai calculé dans la résistance du haut) est de

Dans les 2 branches tu as donc une perte de ... et voilà
Nul besoin de rayonnement dans cette histoire

Cordialement