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Charla: Vector de Poynting

Denominación de campos magnéticos

Esta página tenía un nombre incorrecto para los campos B y H en un par de ubicaciones. Los cambié para que sean consistentes tanto con el resto de la página como con la página del campo magnético . Con suerte, esto reducirá la confusión sobre sus nombres en el futuro.

Buen trabajo en coaxial

Trabajo encomiable. Para darle un toque extra, podría asumir que la carga es tela espacial con una resistividad de Ω/□ y demostrar que la potencia disipada en cada una es la misma que la predicha por el vector de Poynting. Constante 314 ( discusión ) 00:21, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]

Buen trabajo de hecho. Pero creo que no es necesario mencionar la permitividad y la permeabilidad de los materiales: no influyen en nada (y no aparecen en ninguna fórmula utilizada). Evgeny ( charla ) 17:09, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]

Sí, simplemente asumiría que hay vacío en esa discusión. Constante 314 ( discusión ) 19:25, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Tienes razón, no aparecen en relación con la forma principal (ExH), pero todavía están ocultos en las definiciones de H y E en relación con las corrientes y cargas "libres". Y también (más sobre esto más adelante) hay una sección completa sobre la forma ExB que llega incluso a llamarla expresión general del vector de Poynting. Y también una mención (¿necesaria?) de las relaciones constitutivas entre EDBH en condiciones totalmente irreales (o sólo para bajas frecuencias) (entiendo que no dispersivo significa "instantáneo"). Así que ya está mencionado y oculto, pero sí, no es necesario enturbiar el texto para que pueda ignorarse. Debo mencionar que creé la figura antes de escribir el texto, momento en el que me di cuenta de que el épsilon del dieléctrico señalado en la figura no tenía cabida en la explicación y prueba que escribí.
Esto también toca la mención de Constant314 de la terminación de la "tela espacial", y creo que entiendo lo que tenía en mente en referencia a las ondas a lo largo de una línea de transmisión, pero en lo que no pensó completamente en el contexto actual. Tampoco habría visto esto exactamente antes de escribir el análisis y déjenme confesar que solo porque estoy escribiendo sobre un tema no significa que me lancé a esto sabiendo todo al respecto, solo necesitaba transferir mis conocimientos al papel. Aunque siempre me acerco a la edición de una página de Wikipedia pensando que voy a ayudar (¡y espero que lo haga!) a educar a los próximos 10.000 lectores de ese artículo, especialmente con un tema como este, también estoy aprendiendo al mismo tiempo (e incluso si no aprender algo nuevo, al menos aumentar mi familiaridad con el tema y escribir ecuaciones que tal vez no haya visto en muchos años).
Pero de lo que me di cuenta rápidamente al escribir esto, es que después de limitar el análisis (para señales de CA en frecuencia f) a instantes << 1/f y longitudes de coaxial << λ=c/f, el concepto de impedancia característica de una línea de transmisión se desvanece en la nada. Todo lo que ves, aplicado a algún instante, es en términos de los instantáneos V e I, sin tener en cuenta cómo estos cambian en el tiempo, ya sea individualmente o entre sí, o en el espacio a medida que avanzas a lo largo de la línea de transmisión, no <<λ. . De hecho, funciona en CC (como la figura que reemplazó con la batería). Es sólo un análisis que SÍ considera períodos y longitudes de onda completos cuando se puede hablar de "potencia reflejada", ondas estacionarias, constantes de propagación e impedancia característica. Estos SÍ cambian dependiendo de épsilon (y mu), pero la validez del vector de Poynting puede ignorarse fácilmente bajo las restricciones indicadas anteriormente. (Espero haberte dado algo en qué pensar. ¡Lo hice!)
La página todavía necesita mucho trabajo para fluir bien, sin mencionar la integridad y (en un par de casos) la precisión, pero traté de colocar los subtemas más importantes y sólidos en la parte superior. Interferometrista ( charla ) 19:53, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Sí, el aire acondicionado hace que todo sea más complicado. Pero todos mis comentarios/preocupaciones hasta ahora estaban estrictamente pensados ​​para DC. Para CA, y más aún para energía pulsada, la permitividad es muy importante. ¿Quizás el título de la sección de ejemplo debería mencionar DC? Evgeny ( charla ) 20:58, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Mira, estás pensando en términos electrónicos: que un condensador en un circuito de CC no cambia nada en estado estable. Pero para el vector de Poynting, incluso en DC, hace una diferencia si usa la forma DxB (o DxH) (ya que nosotros no lo hacemos, pero la idea aún existe). Las 4 formas posibles son una gran complicación que preferiría ignorar, pero en realidad no puedo. Mis ojos están cansados, pero ¿alguien más podría mirar la sección ExB? Parece incorrecto. Hace mucho tiempo miré un artículo que analiza las 4 formas y dice exactamente para qué sirve cada una y, lo que es más importante, cómo se definen la densidad y la disipación de energía en cada caso. No es muy interesante para mí en este momento, pero está dentro del tema. de esta página. Interferometrista ( charla ) 21:37, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Según tengo entendido, ExH es la forma correcta. Si tomas D en lugar de E y repites los mismos cálculos, terminarás con una energía extra falsa. Además, no creo que B vs H haga ninguna diferencia aquí de todos modos (a menos que quiera decir que el dieléctrico tiene una permeabilidad magnética no trivial). El campo eléctrico dentro de los conductores es cero, al igual que el vector de Poynting... Evgeny ( charla ) 22:04, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Oh, casi me olvido de mencionar mi principal logro: poner fin a las disputas en la página de discusión ;-) Interferometrista ( discusión ) 19:57, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Nunca sentí que esta discusión fuera una disputa. Podría haber sido tedioso. Esto tiende a suceder cuando los participantes tienen diferentes ciclos de sueño. Lo considero una discusión sana, productiva y respetuosa que condujo a una mejora en el artículo. Cada comentario, ya sea incorporado al artículo o rechazado, ayudó a generar un artículo mejor. Constante 314 ( discusión ) 14:58, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
@ Constant314 : Claro, claro, ¡no estaba hablando del todo en serio! De hecho, las discusiones generalmente son útiles no sólo para el propósito original de llegar a un acuerdo sobre la redacción de la enciclopedia, sino que también son educativas o al menos estimulantes para los editores, ya sea que eso se refleje o no en el artículo visto por el público. Supongo que al "discutir" estaba pensando más en discusiones que degeneran en personas que repiten los mismos puntos sin converger, o cuestionan el significado filosófico de un principio o ecuación científica sin poder identificar un experimento que lo resuelva. Supongo que podría haber estado pensando más en la página de la antena de bucle, que volveré a mirar poco después de haber olvidado por completo sobre qué estábamos discutiendo (y afortunadamente tengo poca memoria ;-) Interferometrista ( discusión ) 18:39 , 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]

Terminación y tela espacial.

No creo que alguna vez haya sido culpable de pensar algo completamente. Sin embargo, creo que mi sugerencia sobre la tela espacial es acertada, excepto por el subíndice incorrecto sobre la permitividad. Cuando una línea de transmisión paralela sin pérdidas termina con tela espacial, terminará con su impedancia característica en todas las frecuencias, incluida la CC. Eso significa que no puede haber reflexión, lo que significa que el fotovoltaico debe absorberse por completo, sin que se refleje ni se permita el paso. La energía absorbida cuando se calcula por el PV multiplicado por el área de cada elemento ρdρdθ debe ser la misma cuando se calcula por el producto de la caída de voltaje a través del elemento y la corriente a través del elemento. Esto funciona, en parte, porque una vez que especificas la terminación, estableces una relación entre V e I. Constant 314 ( charla ) 15:13, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]

@ Constant314 : Bueno, entiendo lo que tienes en mente y ambos hemos trabajado en artículos donde la terminación de onda mediante tela espacial (o simplemente una resistencia para un cable) tiene relevancia. Pero no, no creo que hayas pensado en la diferencia entre esos temas y las cuestiones involucradas aquí que se refieren a la continuidad local del flujo de energía en escalas de tiempo y distancia arbitrariamente pequeñas. Es por eso que el ejemplo con coaxial implicó simplemente un voltaje y una corriente únicos durante un pequeño intervalo de tiempo y una pequeña longitud de coaxial sin ninguna especificación de la frecuencia de la oscilación (incluida la CC) o la longitud de onda (lo que sucede más abajo en el cable). En esa escala, la imagen de la "onda" (que depende de la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de propagación) pierde su significado y nos quedamos con el campo E/voltaje y el campo H/corriente. NO existe una relación determinada entre V e I implícita; estos son independientes. Claro, desea y puede resolverlos en la suma de una onda que se propaga hacia adelante y hacia atrás, ya que esa es la forma en que normalmente se usa el coaxial y es evidente en las ondas estacionarias cuando mira más abajo en el cable o en una relación y fase entre V y Yo cuando miras hacia adelante en el tiempo. Y creo que el poder de esas ondas es necesario si crees que necesitas expresar la energía en términos de fotones que viajan en ambas direcciones, pero, por supuesto, TODOS los artículos sobre electromagnetismo están dentro del ámbito de la física clásica y los fotones (como sea que los concibas). , ¡Podría decirle lo que siento sobre el tema, pero entonces estaría desafiando mi propia máxima en el párrafo anterior!) No entre en escena. Entonces, discutir las ondas (en términos de V e I) a lo largo del cable coaxial es una complicación innecesaria y que distrae la atención de un problema especificado de manera concisa por V e I que se aplica a un espacio y un intervalo de tiempo pequeños. Sí, podría colocar una tela espacial, o una resistencia, de CUALQUIER valor en el lado derecho del segmento coaxial y todo lo que ha hecho ahora es limitar V e I a esa resistencia, pero no hay nada en el análisis que vincule esa tela espacial o resistencia. a lo que normalmente calcularía como la impedancia característica del cable o medio dieléctrico. En DC (donde el análisis coaxial es igualmente válido, como se especifica en la figura anterior), las restricciones que mencioné sobre la extensión espacial y temporal permitida del análisis desaparecen y el concepto de impedancia característica se vuelve irrelevante, puede transferir energía usando I y V. (Y en caso de que esté pensando en la respuesta de sobretensión, tenga en cuenta que una función escalonada NO es CC, es una mezcla de frecuencias, como bien sabe). ¿Aceptar? Interferometrista ( charla ) 18:47, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Estoy de acuerdo con la mayor parte. Estoy sugiriendo agregar un caso especial a su fino trabajo y ese es el caso donde la carga es tela espacial. Lo bueno en este caso especial es que sus expresiones para E, H y PV se aplican hasta la carga, ya que una línea de transmisión paralela sin pérdidas terminada con tela espacial es la misma que la misma línea de transmisión terminada con una línea infinita del el mismo tipo. Parte del diagrama antiguo que se perdió mostraba que la carga absorbía la energía fotovoltaica. Este caso especial traería eso de vuelta. También vincula muy bien los EM clásicos con la teoría de circuitos al mostrar que la distribución de energía calculada a partir de PV es la misma que la calculada mediante la teoría de circuitos, en este caso especial. Por supuesto, eso debería ser cierto en todos los casos, pero en la mayoría de los casos, calcular el PV en las proximidades de la carga es intratable. Constante 314 ( discusión ) 19:53, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Bueno, no lo he pensado bien. Mi reacción inicial, idéntica a lo que dije antes, es que esto solo haría una diferencia si convirtiera el problema en una longitud más larga de cable coaxial impulsado por CA en más de una pequeña fracción de una longitud de onda. Ahora puedo ver cómo la tela espacial absorbería una onda plana en el espacio libre de cualquier frecuencia, pero la onda dentro del coaxial es más plana pero no (parte de) una onda plana ya que su amplitud varía a lo largo de la sección transversal. Pero, de hecho, su impedancia de onda E/H coincide con la tela espacial en cada punto de la sección transversal. Estoy tratando de ver (en el caso de DC, por ejemplo) qué diferencia habría si usaras tela espacial que no coincidiera con esa impedancia. Quizás me venga en la ducha o algo así... Interferometrista ( charla ) 21:15, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
En realidad, la tela espacial no absorberá una onda en el espacio libre. Sin embargo, cuando lo utilice para terminar una línea de transmisión sin pérdidas de conductor paralelo (modo TEM), será una terminación perfecta. Si usa tela espacial de diferente resistividad en el caso de DC, tendré que pensar en eso. Crawford en Waves, Curso de física de Berkeley, volumen 3 , alrededor de la pág. 230 analiza por qué la tela espacial no absorberá una onda en el espacio libre. Constante 314 ( discusión ) 21:25, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Entonces, ¿estás diciendo que la "tela espacial" es solo una forma inteligente de encontrar la resistencia terminal correcta para la geometría de un conductor cuando sabes que la impedancia de onda dentro/alrededor de los conductores es eta_0/sqrt(eps_r)? ¿Una forma diferente de calcular la impedancia característica de un cable? Pero geométricamente más simétrico que una sola resistencia desde el conductor central hasta un punto arbitrario en el escudo, ¿sería una figura más bonita? ¿Lo que crees que sería bueno mostrar es que los vectores de Poynting en cada punto inciden en la tela espacial y terminan allí? Interferometrista ( charla ) 21:47, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Sí, a todo eso. La idealización de la tela espacial reduce el cálculo de la impedancia característica al cálculo de la resistencia de una superficie bidimensional, que se resuelve fácilmente numéricamente mediante la relajación (método iterativo) . Pero la razón por la que lo sugiero como un caso especial es que sería fácil dibujar una descripción precisa. Constante 314 ( discusión ) 22:00, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]

Nuevo gráfico

El nuevo gráfico es bueno pero creo que mejoré el título. También lo moví hacia arriba y lo hice más pequeño para que el texto pudiera rodearlo. Pero al hacerlo, es más difícil leer el texto EN el gráfico, particularmente la leyenda. Si es fácil (me imagino 2 minutos, pero si son 2 horas, ¡olvídalo!), ¿podrías cambiar la fuente que usa? Probablemente sería suficiente ponerlo en negrita, aunque también encuentro mejores las fuentes sans-serif cuando se trata de símbolos/ecuaciones (pero tal vez sea solo yo). O también puedes eliminar la leyenda y mencionar los colores en el título (solo agregando 3 palabras). Interferometrista ( charla ) 21:25, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]

Aumenté el tamaño de fuente. Evgeny ( charla ) 21:44, 24 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Y también cambió a Helvetica; de alguna manera lo perdí antes. Evgeny ( charla ) 08:57, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]
Gran gráfico. Constante 314 ( discusión ) 14:35, 25 de noviembre de 2021 (UTC) [ respuesta ]

¿Regla de la mano derecha?

Sería útil si alguien agregara una línea de texto que describiera la aplicación de la regla de la mano derecha (si es correcta) a los vectores E, H y S. Esto encajaría muy bien en la sección "Definición" 90.241.239.175 (discusión) 14:25, 21 de marzo de 2023 (UTC) [ respuesta ]