Cкорость тока в проводниках?

[gul-kiev.livejournal.com]

Какая скорость тока в проводниках?
В интернетах найти не удалось - пишут либо "равна скорости света", либо "чуть меньше скорости света". Интересует, насколько всё-таки меньше - например, в меди при нормальных условиях. Иногда предлагают делить на коэффициент преломления, иногда на диэлектрическую проницаемость среды, иногда индуктивность упоминают... Как правильно?
Ток в медных проводах распространяется быстрее света в оптике или медленнее?

На всякий случай: я не имею ввиду скорость электронов, мне интересна скорость распространения электрического тока.

Comments

[gul-kiev.livejournal.com]

Смущает вот что.
Допустим, есть синусоидальный сигнал, 50 Hz, потом линия задержки - задерживает его, скажем, на 10 ms, т.е. меняет фазу на противоположную.
Если во входном сигнале вдруг произойдёт возмущение, помеха, то, если я правильно понимаю, на выходе она появится сразу (пусть и в противоположной фазе, и совсем не в таком виде, как на входе), а не через 10 ms.
Если же протянуть медные провода от Москвы до Парижа, то что мы бы на них ни подавали в Москве, во Франкфурте мы об этом не сможем узнать меньше, чем через 10 ms, потому что расстояние 3000 км.
В этом я вижу отличие задержки в распространении эм волны от сдвига фазы.
Или вот: можно сдвинуть фазу вперёд, но нельзя ускорить эм-волну.

И есть у меня смутное подозрение, что обсуждаемый коэффициент укорочения имеет больше отношение к линии задержки, чем к скорости распространения эл. сигнала.
А если протянуть провода от Москвы до Парижа, в Париже включить лампочку, а в Москве подать напряжение - через какое время лампочка загорится (если считать время реакции самой лампочки нулевым)?

[lanevn.livejournal.com]

Что-то я сомневаюсь, что провод или кондер обладают достаточным интеллектом, чтобы задержать штатный сигнал, но не тронуть помеху. Ну не верите, так проверить можно. Если найдете осциллограф остальное фигня).

[gul-kiev.livejournal.com]

У меня нет осцилографа.
Но, собственно, мне и так очевидно, что если сдвинуть фазу с опережением, и потом дать на вход помеху, то на выходе эта помеха не появится раньше, чем на входе. Так ведь?
Логично предположить, что со сдвигом фазы в другую сторону будет так же.
И я, скорее, сомневаюсь, что провод или кондёр обладают достаточной памятью, чтобы запомнить все те помехи, которые я дал на входе за время задержки, чтобы потом воспроизвести их на выходе. :)

А чтобы "задержать штатный сигнал, но не тронуть помеху", интеллект не нужен. Просто и сигнал тоже не задерживается. Фаза сдвигается. На входе сигнал - на выходе первообразная от этого сигнала, вот и вся "задержка" на четверть периода. Чем ближе входной сигнал к синусоиде, тем лучше работает линия задержки. В электротехнике такая "задержка" может применяться широко, но к скорости распространения эм-сигналов она практически не имеет отношения.

[list-lj.livejournal.com]

Термин "фаза сдвигается" крайне интересен, что он означает в физическом плане?

[gul-kiev.livejournal.com]

Речь о переменном токе. Постоянный не передаёт сигналов, у него нет скорости распространения - он статичен.
А изменяющийся можно разложить на гармонические составляющие.
Для каждой из этих составляющих, если посмотреть на неё осцилографом на входе (до линии задержки) и на выходе, фазы будут разные, как у графиков синуса и косинуса (но сдвиг не обязательно на четверть периода, конечно).

[dmitry-the-pooh.livejournal.com]

Идеальная синусоида, кстати, тоже ничего не передает.
Гармонические составляющие есть математический трюк и на них невозможно посмотреть осциллографом.

[gul-kiev.livejournal.com]

Когда-то давным-давно мы делали распознавание сигналов АОН на АТС. Там каждая цифра кодируется в пару частот (не кратных). И было два решения: либо оцифровать и разложить на частоты математически, либо сделать это аппаратно, электрическими частотными фильтрами.
Собственно, ухо тоже раскладывает звук на гармонические составляющие очень даже неплохо.
Так что это не только математический трюк, частотные фильтры и спектрометры про Фурье не знают.
Осцилограф не покажет, это да, нужен какой-то другой прибор.

[dmitry-the-pooh.livejournal.com]

Ухо не раскладывает в ряд Фурье, там вообще не дискретное преобразование, а непрерывное. Как и частотный фильтр. Какой-то другой прибор - это АЦП+компьютер, который выполняет быстрое преобразование Фурье с выводом спектра на экран.

[gul-kiev.livejournal.com]

Ухо в некотором приближении как раз таки преобразование Фурье делает, мы ведь воспринимаем спектр звука, а не непосредственные колебания. Хотя как именно это делается, не вполне понятно. Например, тембр звука - он определяется гармониками (а не формой сигнала - форма зависит ещё и от свига фаз гармоник, но это мы уже не воспринимаем).
В любом случае, чтобы разложить в спектр, необязательно делать преобразование Фурье на компьютере, бывают и аналоговые спектрометры. Призма - простейший из них.
Так что гармонические составляющие, всё-таки, не математический трюк, тут наоборот - математикам удалось в виде формул повторить то, что делается аналогово.

[dmitry-the-pooh.livejournal.com]

Линия задержки как раз и задерживает сигнал, синусоидальный или любой другой. Вместе с помехами. Иначе бы цветные телевизоры не работали, и многое другое обрудование. Если пренебречь дисперсией - на выходе получим точно такой же формы сигнал, как и на входе.

[gul-kiev.livejournal.com]

Прочитал про линии задержки.
Действительно - в основном там используется конечная скорость прохождения волн в среде. Либо по проводам (задержка в доли микросекунды), либо по оптике, либо с преобразованием в ультразвук и обратно (до десятков миллисекунд), либо цифровые.
Есть ещё искусственные линии задержки (на конденсаторах и катушках индуктивности), но они постепенно заменяются цифровыми или акустическими.

Конденсатор хранит информацию (свой заряд), поэтому может задерживать сигнал, но ненадолго - как я понимаю, на четверть периода. Если на входе будет вдруг помеха, у неё будут высокочастотные составляющие, и они пройдут через конденсатор почти сразу, потому что четверть периода от высоких гармоник помехи - это короткое время. В этом отличие искусственной линии задержки от длинного провода - искусственная очень зависима от частот. И в этом проявляется упоминавшийся выше по ветке "интеллект" конденсатора, позволяющий ему задерживать сигнал, но не задерживать помеху.

Искусственные линии задержки - они ведь (в отличие от естественных) имитируют задержку, а на самом деле там фотоны (или фононы) нигде долго не летят из одного конца линии в другой, да? Конденсатор ведь нельзя рассматривать как среду с сумасшедшим коэффициентом преломления (сильно зависящим от частоты)?

[dmitry-the-pooh.livejournal.com]

Какая-то терминология... "Искусственные" - это, как я понял, LC-цепочки. Да, там заметна дисперсия, но она и в ультразвуковых есть. В длинном проводе она тоже есть.
Фотоны и фононы в линиях задержки не летают. Фотоны с фононами - абстракция, удобная для описания процессов излучения и поглощения. Волны, электромагнитные и звуковые - процессов свянанных с распространением (дифракция, интерференция, преломление, дисперсия).