kulkeeko energia johtimien suuntaisesti (Poynting_vector)

Todellisuudessa tuommoisella 100000km silmukalla olisi kapasitanssia niin paljon että valon syttymistä saisi odotella aikoja.

Anonyymi kirjoitti:

Todellisuudessa tuommoisella 100000km silmukalla olisi kapasitanssia niin paljon että valon syttymistä saisi odotella aikoja.

Ainoa millä on merkitystä on se, toimiiko johdin siirtolinjana/aaltojohtimena vai ei. Silloin linjan itsensä muodostama (sarja) induktanssi yhdessä linjan paikallisen (rinnakkais) kapasitanssin kanssa juuri oikealla tavalla kumoaa toistensa vaikutuksen ja aalto pääsee etenemään.

Linjan kokonaiskapasitanssi tai kokonaisinduktanssi on aallon etenemisen kannalta katsottuna merkityksetön suure. Kun signaali voi edetä korkeintaan valon nopeudella niin linjassa kulkeva sähkömagneettinen aalto ei näe valon nopeuden asettamaa rajaa kauempana olevaa osaa kapasitanssista tai induktanssista.

Anonyymi kirjoitti:

Ainoa millä on merkitystä on se, toimiiko johdin siirtolinjana/aaltojohtimena vai ei. Silloin linjan itsensä muodostama (sarja) induktanssi yhdessä linjan paikallisen (rinnakkais) kapasitanssin kanssa juuri oikealla tavalla kumoaa toistensa vaikutuksen ja aalto pääsee etenemään.

Linjan kokonaiskapasitanssi tai kokonaisinduktanssi on aallon etenemisen kannalta katsottuna merkityksetön suure. Kun signaali voi edetä korkeintaan valon nopeudella niin linjassa kulkeva sähkömagneettinen aalto ei näe valon nopeuden asettamaa rajaa kauempana olevaa osaa kapasitanssista tai induktanssista.

Lue lisää

Halkaisijaltaan 30000 kilometrinen virtasilmukka näyttäisi matalilla taajuuksilla induktanssina johtimen halkaisijasta riippuen muutaman sadan Henryn suuruiselta kelalta. Induktanssi olisi sitä suurempi mitä pienempi on johtimen itsensä halkaisija.

Jos oltaisiin 10 Hz taajuudella niin johtimesta virtaa kuljettaisi pintailmiön (skin effect) vuoksi kyseisen johtimen 20 mm paksu pintakerros. Johtimena voisi siis olla materiaaliltaan 20 mm paksu kupariputki.

Kahden neliömillimetrin pinta-alaisella kuparijohtimella resistanssi on noin 10 ohmia per kilometri. Sadan tuhannen kilometrin johtimen resistanssi olisi siis 1 megaohmi. Jos johtimella olisi pinta-alaa 2000 mm^2 eli 20 mm paksulla seinällä varustettu putki jonka ympärismitta on metri (halkaisija noin 30 cm) niin sadan tuhannen kilometrin johtimen resistanssi huoneen lämpötilassa olisi 1 noin kilo-ohmi.

Kolmensadan henryn kela on impedanssiltaan 1 kilo-ohmin suuruinen noin 0.5 Hz taajuudella. Sitä suuremmilla taajuuksilla induktanssi rajoittaa virran nousunopeutta. Eli siis jos otettaisiin f = 0.5 Hz niin siitä seuraisi virran nousuajaksi 0.3/0.5 Hz = 0.6 sekuntia, mikäli jätetään huomioimatta relativistiset ilmiöt.

Lamppu siis syttyisi aikaisintaan 0.36 sekunnin kuluttua mutta joka tapauksessa alle sekunnissa siitä kun virta kytkettäisiin johtimeen...

Anonyymi kirjoitti:

Halkaisijaltaan 30000 kilometrinen virtasilmukka näyttäisi matalilla taajuuksilla induktanssina johtimen halkaisijasta riippuen muutaman sadan Henryn suuruiselta kelalta. Induktanssi olisi sitä suurempi mitä pienempi on johtimen itsensä halkaisija.

Jos oltaisiin 10 Hz taajuudella niin johtimesta virtaa kuljettaisi pintailmiön (skin effect) vuoksi kyseisen johtimen 20 mm paksu pintakerros. Johtimena voisi siis olla materiaaliltaan 20 mm paksu kupariputki.

Kahden neliömillimetrin pinta-alaisella kuparijohtimella resistanssi on noin 10 ohmia per kilometri. Sadan tuhannen kilometrin johtimen resistanssi olisi siis 1 megaohmi. Jos johtimella olisi pinta-alaa 2000 mm^2 eli 20 mm paksulla seinällä varustettu putki jonka ympärismitta on metri (halkaisija noin 30 cm) niin sadan tuhannen kilometrin johtimen resistanssi huoneen lämpötilassa olisi 1 noin kilo-ohmi.

Kolmensadan henryn kela on impedanssiltaan 1 kilo-ohmin suuruinen noin 0.5 Hz taajuudella. Sitä suuremmilla taajuuksilla induktanssi rajoittaa virran nousunopeutta. Eli siis jos otettaisiin f = 0.5 Hz niin siitä seuraisi virran nousuajaksi 0.3/0.5 Hz = 0.6 sekuntia, mikäli jätetään huomioimatta relativistiset ilmiöt.

Lamppu siis syttyisi aikaisintaan 0.36 sekunnin kuluttua mutta joka tapauksessa alle sekunnissa siitä kun virta kytkettäisiin johtimeen...

Lue lisää

On se sitten kumma kun tosielämässä jo muutaman sadan metrin johtoja mitattaessa menee sekuntteja ennen kun lamppu palaa

Anonyymi kirjoitti:

On se sitten kumma kun tosielämässä jo muutaman sadan metrin johtoja mitattaessa menee sekuntteja ennen kun lamppu palaa

Jos lamppu palaa, niin sitten kannatta laittaa tilalle semmoinen lamppu joka kestää enemmän jännitettä ja virtaa.

Korkeajännitys - sarjakuva aikoinaan iski kuin miljoona volttia. Positiivinen salama ukkospilven ylimmästä kerroksesta parikymmentä kilometriä maahan asti lähtee noin tuhannen miljoonan eli miljardin voltin jännitteestä. Se on Kunnon Jytky.

Jos johdon ominaisimpedanssi on tuntematon käsite niin tehtävää voi yksinkertaistaa avaamalla oikosulut johtojen ääripäistä jolloin on helppo huomata että kyseessä on virtapiiri jossa on akku, lamppu ja kaksi kondensaattoria.
Kun kytkin suljetaan niin kondensaattorit varautuvat lampun kautta kiertävän virran vaikutukseta ja lamppu syttyy niinkuin sen RC-piirissä kuuluukin.

Alussa ollut kysymys ei oikeastaan mitenkään liity videon loppuosaan. Alun tapahumassahan kaikki todellisuus on karsittu pois.

Anonyymi kirjoitti:

Jos johdon ominaisimpedanssi on tuntematon käsite niin tehtävää voi yksinkertaistaa avaamalla oikosulut johtojen ääripäistä jolloin on helppo huomata että kyseessä on virtapiiri jossa on akku, lamppu ja kaksi kondensaattoria.
Kun kytkin suljetaan niin kondensaattorit varautuvat lampun kautta kiertävän virran vaikutukseta ja lamppu syttyy niinkuin sen RC-piirissä kuuluukin.

Lue lisää

Hehkulamppu syttyy vasta sitten kun hehkulangan lämpötila on ehtinyt kasvaa riittävän suureksi. Ei siis todellakaan heti kun vastuslangassa syntyy lämpötehoa, ei sinne päinkään.
Eli transientti ei sytytä lamppua.

Eikä varsinkaan jollei teho koskaan kasva niin suureksi että lämpötila riittäisi näkyvän valon tuottoon, eli jos niissä johtimissa on reaalimaailman resistanssia jää pienillä tasajännitelähteillä koko lamppu syttymättä.

Hyvä video, mutta edelleen virhe yksiköiden käsittelyssä ja vieläpä samassa kohdassakin.
lausekkeen (1/c s) yksikkö on neliösekunti/metri, eli väärin jos sekunteja halutaan.
Mainitsemasi linkissä tuo auseke oli korjattu muotoon: (1m/c s), ja sen yksikkö on
metri /(metri/sekunti) * sekunti = neliösekunti.
Oikein olisi tietysti ollut matka/c, minkä yksikkö olisi se haluttu sekunti.
Eli ei mitään sekuntia erillisenä lausekkeen loppuun.
On se vaan kumma miten vaikeaa näille videon tekijöille on saada yksiköitä oikein.

Alkuperäisen veritasium videon oikea vastaus oli siis d) ei mikään aiemmista, koska kaikissa niissä oli joko virheellinen lukuarvo tai virheellinen yksikkö.

Tässä valmis linkki videon lopulla naytetylle sivulle

https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_27.html

Ja tässä videossa on käyty myös itse Poynting vektorin kimppuun :)


NYU Quantum Technology Lab,
Veritasium's Big Misconception About Electricity video and the point about Poynting

https://youtu.be/gezZklOsGbg

Wikipedian artikkelista on poistettu patteri-vastus kuva joka oli aikaisemmin
https://web.archive.org/web/20211119174400/https://en.wikipedia.org/wiki/Poynting_vector

Siinä taisi olla jotain häikkää :)

Nyt siellä on asiallisesti koaksiaalikaapeli esimerkkinä.
https://en.wikipedia.org/wiki/Poynting_vector

Olisiko osasyynä ainakin ollut tämä Veritasiumin nostattama kiinnostus asiaan :D

Anonyymi kirjoitti:

Wikipedian artikkelista on poistettu patteri-vastus kuva joka oli aikaisemmin
https://web.archive.org/web/20211119174400/https://en.wikipedia.org/wiki/Poynting_vector

Siinä taisi olla jotain häikkää :)

Nyt siellä on asiallisesti koaksiaalikaapeli esimerkkinä.
https://en.wikipedia.org/wiki/Poynting_vector

Olisiko osasyynä ainakin ollut tämä Veritasiumin nostattama kiinnostus asiaan :D

Lue lisää

Kiistelyä ja lopulta vaihdetaan patteri-vastus-kytkentä koaksiaaliin

https://en.wikipedia.org/w/index.php?diff=1056408850&oldid=1056407609&title=Poynting_vector
(→‎Interpretation: Revert edit by Evgeny. "Hence, most of the energy flow takes place in the close viscinity around the wire." - absolutely untrue. Most power flow in general region between the wires but not concentrated at the wires themselves. Yes, S is STRONGEST there but that's it. Maybe better of someone DID make a figure where the lengths of the vectors are correct.)

https://en.wikipedia.org/w/index.php?diff=1056408850&oldid=1056407609&title=Poynting_vector
(→‎Interpretation: Restore the correct explanation of the region where most power flows. To Interferometrist: use the talk page to provide your arguments. Mine are here.)

https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Poynting_vector&diff=next&oldid=1056752452
(→‎Interpretation: Removed problematic illustration along with contentious caption. No references to figure in text to worry about.)
(kuva poistettiin)
https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Poynting_vector&diff=next&oldid=1056826580
(→‎Interpretation: Stub inclusion of figure for Poynting vector in coax, to be followed by text referencing it not yet ready.)
(korvataan koaksiaaliesimerkillä)

Tuolla voi klikata next ja prev itsekin, yritin vain löytää muutoshetken :)

Täyttä asiaa ja saa hekotella välissä, ainakin itse pistin pari kertaa paussille että voi pyyhkiä vedet silmistä :D

Ehkä väärä tuokin.

Tuolla on simulaatio, jossa on värigrafiikalla kuvattu "sähkön" etenemistä
https://www.youtube.com/watch?v=aqBDFO1bEs8

Ihme että noin monella ammattilaisella asia tuntuu olevan epävarmaa.
Olisiko sen verran outo ja epäkäytännöllinen näkökulma.

Anonyymi kirjoitti:

Ehkä väärä tuokin.

Tuolla on simulaatio, jossa on värigrafiikalla kuvattu "sähkön" etenemistä
https://www.youtube.com/watch?v=aqBDFO1bEs8

Ihme että noin monella ammattilaisella asia tuntuu olevan epävarmaa.
Olisiko sen verran outo ja epäkäytännöllinen näkökulma.

Lue lisää

Kun perusasetelma on huonosti määritelty niin saattaa olla että kysymykseen saa erilaisia vastauksia sen mukaan mitä kukin vastaaja pitää olennaisena.
Tosiasia kuitenkin on että virta lampun kautta alkaa kulkea samalla hetkellä kuin kytkin suljetaan. Se, syttyykö lamppu tuolla virralla, riippuu lampusta.