ความจุระหว่างโลกกับดวงจันทร์

19

มีความจุระหว่างโลกกับดวงจันทร์หรือไม่และหากมีความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นเพียงพอการนัดหยุดงานจะเกิดขึ้นได้หรือไม่?

capacitance

รัศมีสองอันที่ไม่เท่ากันจะกลายเป็นสมการที่น่ารังเกียจจริงๆ ในตอนท้ายของวันจะมีคำว่าที่ทำให้ผลลัพธ์มีขนาดเล็กมาก

\frac{1}{d}

$\dfrac{1}{d}$

— Matt Young

1

ฉันชอบคำถามนี้มากเพราะมันทำให้ฉันจินตนาการว่าดวงจันทร์สุ่มยิงโลกด้วยสายฟ้าขนาดใหญ่ ฉันเดาว่าความจุนั้นมีอยู่จริง แต่เนื่องจากระยะห่างขนาดใหญ่ระหว่าง "เพลท" (ถ้าคุณสร้างแบบจำลองที่ทั้งสองร่างเป็นเพียงเพลทแบบแบน) มันก็เล็กจิ๋วมาก

— dext0rb

6

นี่อาจเป็นคำถามที่ดีสำหรับwhat-if.xkcd.com

— Nick Alexeev

1

@ dext0rb คุณเป็นคนน้ำตาลแดง! ทำไมต้องใช้แบบจำลองของตัวเก็บประจุแผ่นแบนเมื่อดวงจันทร์และโลกทรงกลมอย่างชัดเจน ?

— dext0rb

3

@NickAlexeev ไม่มีเส้นทางการย้ายข้อมูลที่ผ่านการอนุมัติแล้ว

— W5VO

-1

ความจุระหว่างแผ่นสองแผ่นแตกต่างกันไปตาม:

ค = \frac{อี A}{d}

$C = \frac{eA}{d}$

ซึ่งคือระยะห่างระหว่างเพลตคือพื้นที่ของเพลตและคือค่าคงตัวของคูลอมบ์ ระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์: พื้นผิวโลกที่เทียบเท่าโดยประมาณ: ดังนั้น $d$ $A$ $e$

อี = 8.9 \times 10^{- 12}

$e = 8.9 \times 10^{-12}$

d = 4 \times 10^{8} เมตร

$d = 4 \times 10^8\text{ meter}$

A = (1.28 \times 10^{4})^{2}

$A = (1.28 \times 10^4)^2$

ค = \frac{8.9 \times 10^{- 12} \times 1.64 \times 10^{8}}{4 \times 10^{8}} = 2.39 \times 10^{- 11} = 10 pF

$C = \frac{8.9 \times 10^{-12} \times 1.64 \times 10^8}{4 \times 10^8} = 2.39 \times 10^{-11} = 10\text{ pF}$

ตัวเลขถูกตัดทอนไปยังตำแหน่งที่สามที่ใกล้ที่สุด

— user66283
แหล่งที่มา

13

ฉันจำได้ว่า - หนึ่งในคอลัมน์ของเขาใน "การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์" - Bob Pease ปลายได้แสดงวิธีการคำนวณความสามารถนี้ ตอนนี้ฉันได้พบภาคผนวกของการมีส่วนร่วมดั้งเดิม: ที่นี่มา

RAPease ใบเสนอราคา :

ฉันได้รับคำตอบมากมายหลังจากถามคำถามว่า "ความสามารถที่แท้จริงจากโลกสู่ดวงจันทร์คืออะไร" มีอยู่สองสามคี่ที่ 0.8µF หรือ 12µF แต่ประมาณ 10 คนบอกว่าเป็น 143 หรือ 144µF พวกเขาใช้สูตร:

$ค = 4 x (\frac{ล.}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} - \frac{2}{D}) - ล.$ $C = 4x(\frac{l}{r_1} + \frac{1}{r_2} − \frac{2}{D})−l$
$r_l, r_2 << D$

ตอนนี้ประมาณการดั้งเดิมของฉันที่ 120µF ขึ้นอยู่กับการประมาณนี้: ความจุจากโลกถึงทรงกลมโลหะ (จินตภาพ) รอบตัวมันซึ่งอยู่ห่างออกไป 190,000 ไมล์เป็น 731 7F (ถ้าทรงกลมที่ล้อมรอบถูกผลักออกไป 1,900,000 ไมล์ความจุจะเปลี่ยนเป็น 717µF - เพียงสองเปอร์เซ็นต์น้อยกว่าถ้า "ทรงกลม" ย้ายไปที่อนันต์ C จะลดลงเป็น 716µF) ในทำนองเดียวกัน C จาก ดวงจันทร์ไปยังทรงกลมโดยรอบซึ่งอยู่ห่างออกไป 48,000 ไมล์จะอยู่ที่ 182.8µF ถ้าทรงกลมทั้งสองนั้นสั้นเข้าด้วยกันความจุจะเป็น 146.2µF ฉันเดาว่าถ้าดาวฤกษ์ออกไปความจุอาจลดลง 20% เหลือประมาณ 120µF ดังนั้นฉันจึงให้มันเป็นค่าประมาณของฉัน แต่การลบแนวคิด "ทรงกลมโดยรอบ" เหล่านั้นอาจทำให้เกิดความจุลดลง 2% เท่านั้น

แต่ผู้อ่านอีก 6 คนเขียนใน LATER - จากยุโรป - ทั้งหมดมีคำตอบ 3µF ฉันตรวจสอบสูตรของพวกเขาจากหนังสือที่คล้ายกันในหลาย ๆ ภาษา พวกเขาทั้งหมดของฟอร์ม:

$ค = \frac{4 π \times ε \times (R 1 \times R 2)}{D}$ $C = \frac{4\pi \times \epsilon \times ( r1 \times r2 )}{D}$
คูณด้วยปัจจัยการแก้ไขใกล้มากถึง 1.0 หากคุณเชื่อว่าสูตรนี้คุณจะเชื่อว่ากำลังการผลิตจะลดลง 10 เท่าหากระยะทาง D ระหว่างโลกและดวงจันทร์เพิ่มขึ้น 10 เท่าไม่ใช่! ใครก็ตามที่ใช้สูตรเช่นนั้นการมาถึงที่ 3µF ควรทำเครื่องหมายสูตรนั้นด้วย X อันยิ่งใหญ่

ในที่สุดชายคนหนึ่งส่งคำตอบ 159µF ทำไม? เพราะเขาเข้าสู่รัศมีที่ถูกต้องสำหรับดวงจันทร์ 1080 ไมล์มากกว่า 1,000 นั่นเป็นคำตอบที่ถูกต้องที่สุด! / RAP

เผยแพร่ครั้งแรกในการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ 3 กันยายน 1996

— LVW
แหล่งที่มา

2

ตอนนี้เราจะวัดมันได้อย่างไร ;)

— dext0rb

1

อะไรคือสิ่งที่ไฟฟ้านี้ แต่อย่างใด?

— HL-SDK

ฉันเดาว่าคุณสามารถลดขนาดทั้งหมดลงและวางทรงกลมที่มีประจุสองดวงในสุญญากาศได้หรือไม่? แต่บางทีอาจมีเอฟเฟกต์แปลก ๆ ในอวกาศ

— dext0rb

8

ฉันเชื่อว่าคำตอบคือ

1) แก้ไข: ดูคำตอบอื่น ๆ เกี่ยวกับ Bob Pease

2) ไม่มีเหตุผลทางทฤษฎีว่าทำไมไม่ แต่มีเหตุผลหลายประการ:

มันต้องเสียค่าใช้จ่ายจำนวนมหาศาล วิกิพีเดียอ้างว่าแรงดันพังทลายของ vaccum คือ 20 MV / meter ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลก 384,400,000 เมตร นั่นคือแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่ 7,688,000,000,000,000 โวลต์
ค่าใช้จ่ายนี้จะมาจากไหน
"ลมสุริยะ" มีกระแสอนุภาคคงที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว เมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกสิ่งนี้จะส่งผลให้แสงเหนือ เมื่อเผชิญหน้ากับดาวเคราะห์ที่มีประจุที่ไม่เป็นกลางมากมันจะมีแนวโน้มที่จะดึงดูดประจุตรงข้ามและผลักกันประจุเช่นนั้นค่อยๆลดประจุสุทธิลงเป็นศูนย์

— pjc50
แหล่งที่มา

9

ฉันชอบจินตนาการดวงจันทร์ด้วยศักยภาพเพตาโวล์ 7.7

— mskfisher

1

ฉันจินตนาการถึงการปลดปล่อยครั้งใหญ่ระหว่างดวงจันทร์กับดวงจันทร์ครั้งแรกและจากนั้นอีกครั้งเมื่อมันกลับสู่โลก ... วัสดุ what-if.xkcd ที่แน่นอน

— mouseas

ในความเป็นจริงแล้วกลุ่มชาวจักรวาลไฟฟ้าเรียกร้องสิ่งนั้นอย่างแท้จริงแม้ว่าจะเกี่ยวข้องกับภารกิจ Deep Impact มีเว็บไซต์ที่อ้างว่าภาพของการชนแสดงให้เห็น 2 กะพริบซึ่งพวกเขาอ้างว่าประกอบด้วย "preflash" ที่เกิดจากการปล่อยไฟฟ้าตามด้วยพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการชนจริง นอกจากนี้ Velikovsky ยังอ้างสิทธิ์เดียวกันเกี่ยวกับส่วนโค้งระหว่างโลกและดาวศุกร์ในระหว่างการเข้าใกล้โดย Venus หลังจากที่มันถูกปล่อยออกจากดาวพฤหัส (!) นอกจากนี้ยังให้ความบันเทิงในการคำนวณแรงดึงดูดที่เกิดจาก 7.7 PV ที่มีศักยภาพ ผลการโคจรที่น่าสนใจ

— WhatRoughBeast

2

มันเป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณความจุของตัวนำสองตัวใด ๆ วางจำนวนประจุที่เท่ากันและตรงข้ามกับตัวนำแต่ละตัวจากนั้นคำนวณแรงดันไฟฟ้าระหว่างพวกเขา ตามคำนิยาม C = Q / V

ในกรณีของโลกและดวงจันทร์การคำนวณเป็นเรื่องยากเพราะค่าใช้จ่ายจะไม่กระจายไปทั่วทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ แต่ทรงกลม spheroids เพื่อการประมาณค่าที่สมเหตุสมผลแม้ว่าเราสามารถสรุปได้ว่ามันเป็นทรงกลม

ด้วยการประมาณนี้ความต่างศักย์ไฟฟ้าจะคร่าวๆ (ประมาณ 0.3%) เท่ากับความต่างศักย์ของแต่ละร่างกายที่ผิวของมัน มันค่อนข้างแปลก แต่เนื่องจากดวงจันทร์อยู่ห่างจากศักย์ไฟฟ้าที่บอกว่าโลกที่ดวงจันทร์มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับศักย์ไฟฟ้าของดวงจันทร์นั้นเอง

ความจุร่วมกันค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับความสามารถในการแยกตัวของโลกและดวงจันทร์แยกจากกัน ความจุของโลกประมาณ 709 microFarads และของดวงจันทร์มีขนาดประมาณ 193 microfarads ความจุที่มีประสิทธิภาพของคู่คือ 1/709 + 1/193 = 1 / Ceq ดังนั้น Ceq = 152 microfarads เป็นเรื่องแปลกที่ความจุระหว่างโลกกับดวงจันทร์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับรัศมีการโคจรของดวงจันทร์ แต่นั่นเป็นคำตอบ

ในการแก้ปัญหานี้คุณจะต้องรวมสนามไฟฟ้าระหว่างโลกและดวงจันทร์เข้ากับเส้นทางใด ๆ ระหว่างพวกเขาแล้วแบ่งแรงดันไฟฟ้านี้เป็นประจุที่คุณใช้สร้างสนามไฟฟ้า สิ่งนี้จะแสดงการพึ่งพาเพียงเล็กน้อยเมื่อแยกออกจากกัน จากความคิดเห็นล่าสุดนี่เป็นปัญหาที่ดีที่แสดงให้เห็นว่าตัวนำนั้นมีประจุและเก็บพลังงานในสนามไฟฟ้าของตน ความจุต้องคำนึงถึงพลังงานทั้งหมดนี้

โดยปกติความจุร่วมกันจะมีลักษณะเป็นตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานที่มีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างแผ่น แต่ความจุของตัวเก็บประจุแผ่นแบบขนานที่อัตราส่วนแผ่นต่อขนาดช่องว่างมีขนาดเล็กมากเป็นเพียงผลรวมของความจุของแผ่นแยกแต่ละตัว!

— Gary Frazier
แหล่งที่มา