Скалярное магнитное поле и униполярная индукция (эксперименты по Свободной энергии)

Скалярное магнитное поле

«Анализ многочисленных исследований разных авторов показывает, что почти все основы современной фундаментальной физики, ее исходные философские и физические концепции, нуждаются в полном пересмотре, и только при этих условиях могут быть построены, наконец, основы фундаментальной физики XXI века» [1].

1. Роковая ошибка Максвелла

Вывод уравнений Максвелла основывался, в основном, на многочисленных экспериментальных исследованиях Фарадея и на его исходных концепциях реальности существования у движущегося электрического заряда магнитного поля, а также реальности существования магнитной силовой линии и магнитных взаимодействий токов. Но экспериментальная база была бедна и Максвелл стал применять к электрическому полю зарядов теорему Остроградского-Гаусса не только в статике, но и в динамике. Электродинамика стала развиваться как абстрактная электростатика, в которой электростатические взаимодействия не зависели от движения зарядов, и формальная магнитодинамика, существующая самостоятельно от электростатики и дополняющая её.

2. Ампер считал, что никакого магнитного поля нет

Однако во времена Максвелла были известны уже и другие экспериментальные факты и подходы. Ампер, например, считал, что никакого магнитного поля и магнитных силовых линий в природе нет, а все новые эффекты и явления при движении зарядов связаны с динамическими свойствами электрических полей этих зарядов. То есть, электростатические взаимодействия и явления не остаются неизменными при движении зародов, как это считали ранее и продолжают считать и в настоящее время, а изменяются таким образом, что для описания их вообще не требуется вводить какие-то магнитные поля и магнитные взаимодействия.
Поэтому в формуле Ампера для взаимодействия движущихся зарядов никакого магнитного поля не было, а лишь указывалась скорость движения взаимодействующих зарядов. Ампером экспериментально установлено, что кроме поперечных сил взаимодействия движущихся зарядов (сила взаимодействия направлена перпендикулярно току), существуют еще и продольные силы взаимодействия (взаимодействие токов по одной прямой вдоль направления этих токов). Не замкнутые токи и отрезки тока Ампер в своей теории не рассматривал.

3. Отказ от токов смещения и их возврат в электродинамику
Концепция Ампера явно не вписывались в Максвелловский формализм записи уравнений через электрические и магнитные поля. Свою теорию электромагнетизма Максвелл строил исходя из существования эфира – материального носителя полей.
Однако со временем, в связи с отказом от гипотезы эфира, физическая сущность из уравнений Максвелла начала постепенно выхолащиваться. Токи смещения, например, которые Максвелл считал реально существующими, стали трактоваться двояко.
С одной стороны, без них невозможно понять даже работу простейшего конденсатора, с другой – токи смещения лишь математическая формальность, позволяющая сделать уравнения Максвелла симметричными. Магнитные свойства токов смещения принимаются эквивалентными магнитным свойствам токов переноса, но магнитные поля движущихся зарядов определяются, почему-то, только через одни токи переноса.
В настоящее время физическая сущность токов смещения начинает возрождается в связи с общим признанием важной роли физического вакуума во всех электромагнитных явлениях. Однако, решений уравнений Максвелла через токи смещения (по принципу близкодействия) пока не нашли и магнитные поля находятся только через одни токи переноса по не физическому принципу дальнодействия.

4. Векторная диаграмма токов смещения

Известно, что в пространстве около движущегося заряда или элемента тока токи смещения замыкаются на токе переноса, Рис. 1. Причем в любой точке N пространства вектор плотности тока смещения ]см (r), в общем, не совпадает с направлением движения заряда. Таким образом, в заданной точке пространства r мы всегда можем определить как напряженность магнитного поля Н(r), так и величину тока смещения, соответствующего этой напряженности. Тем не менее, до настоящего времени во всех практических случаях магнитные поля в точке наблюдения находятся только по принципу дальнодействия через токи переноса.

Секреты униполярной индукции

В физике есть класс экспериментов, все оборудование которых состоит из листа бумаги и карандаша, но которые, тем не менее, сыграли в развитии физики, пожалуй, не меньшую роль, чем все остальные эксперименты, вместе взятые. Это мысленные эксперименты. Постановка их максимально проста и зависит только от фантазии экспериментатора. Но именно мысленные эксперименты — первые рабочие проверки любой теории, именно их прежде всего придумывают оппоненты. Бывает, что результат оказывается неожиданно приятным для автора новой теории, так как иллюстрирует его выводы с иной, более наглядной точки зрения, но бывает и наоборот. В последнем случае мысленный эксперимент превращается в коварный «тихий вопрос», заставляющий автора усомниться в своей правоте. И надо сказать, что униполярная индукция предоставляет богатейшие возможности для постановки мысленных экспериментов и задания «тихих вопросов». Судите сами.

Явление униполярной индукции заключается в том, что при движении намагниченного тела происходит его поляризация: в одном месте на поверхности тела собираются положительные заряды, в другом — отрицательные. Если теперь к этим точкам приложить проводник, по нему потечет ток.

Возьмем, например, постоянный магнит в форме цилиндра и будем вращать его. Тогда между осью цилиндра и его боковой поверхностью появится разность потенциалов. Если пристроить к вращающемуся магниту скользящий контакт, то по внешней цепи потечет ток, сила которого прямо пропорциональна скорости вращения. (Магнит, конечно, должен быть проводящим, например, железным.) Вот и все. Согласитесь, что трудно указать более простой способ получения электрического тока. Униполярный генератор устроен даже проще, чем первые полуигрушечные динамо-машины, в которых были хоть какие-то обмотки.

Разберемся, как возникает электрический ток в униполярном генераторе. Известно, что, когда в магнитном поле движется проводник, на свободные электроны, находящиеся внутри проводника, действует так называемая сила Лоренца. Она вызывает перераспределение зарядов внутри проводника — его поляризацию. Если проводник замкнутый, по нему непрерывно будут двигаться электрические заряды, то есть потечет ток.

Чтобы понять, каким образом униполярный генератор вырабатывает электрический ток, представим себе, что мы вращаемся вместе с магнитом. (Этот нехитрый мысленный эксперимент называется переходом во вращающуюся систему координат.) Теперь магнит для нас неподвижен, а проводник АВ вращается вокруг магнита, пересекая магнитные силовые линии. Следовательно, в проводнике возбуждается электродвижущая сила (ЭДС). Ток течет по проводнику АВ, затем по радиусу магнита, потом по его оси и замыкается на полюсе.

Понятно также, почему контакт должен быть скользящим. Если он закреплен, внешний проводник АВ неподвижен относительно вращающегося магнита, и тока нет. Представьте теперь, что вы изложили все это перед доброжелательной научной аудиторией, а доброжелательность у физиков означает в таких случаях стремление задать как можно больше каверзных вопросов. На первый из них ответить легко. Кому-то не нравится представлять себя на вращающемся магните, и он требует объяснить все явление с точки зрения нормального наблюдателя, спокойно сидящего за столом (как говорят, находящегося в лабораторной системе координат). Пожалуйста. Вот одно из возможных объяснений. Внешний проводник АВ теперь для нас неподвижен, а участок цепи, проходящий по радиусу магнита, движется. Снова появляется сила Лоренца, которая гонит ток по замкнутому контуру. (Заметим, что этот контур фиктивный, поскольку в него при вращении магнита входят все новые и новые участки ОВ.) И вот в этот-то момент вас спрашивают: скажите, а где же на самом деле действует ЭДС — в магните или в проводнике? Это уже настоящий «тихий вопрос». Вначале он кажется совершенно неважным: ведь ток определяется суммарной ЭДС, действующей на всех участках замкнутой цепи. Но через некоторое время вы чувствуете, что за этим вопросом стоит грозная тень мысленного эксперимента.

Предположим, что цепь разомкнута в точках А и В. Если ЭДС действует в проводнике, как было блестяще доказано в самом начале, то при вращении магнита начнут двигаться электроны проводника, смещаясь к одному из его концов. Если же ЭДС сосредоточена в магните, как при втором объяснении, то перераспределяются электроны магнита. Таким образом, вполне реальное физическое явление оказывается зависящим от способа рассуждения.

В таких случаях для выяснения возникшего парадокса существует хороший прием, многократно проверенный на практике. Надо предложить упростить условие задачи. Давайте сначала рассмотрим прямой проводник, который равномерно движется в однородном поле магнита. Если проводник движется, то его электроны перераспределяются под действием силы Лоренца, это ясно. Давайте теперь переберемся в систему проводника и попытаемся быть логичными. Если электроны перераспределяются, на них действует какая-то сила. Силой Лорэнца она быть не может, так как проводник для нас теперь неподвижен, — значит, эта сила создается электрическим полем. Но ведь никакого электрического поля не было, когда мы рассматривали явление, считая неподвижным магнит!

И вот тут, в железных тисках мысленного эксперимента, нам придется сделать вывод: электрическое (и, кстати, магнитное) поле не абсолютно, его величина да и само существование зависят от той системы координат, в которой ведется рассмотрение. Если в какой-то системе есть поле только магнитное, то в системе, движущейся относительно первой, есть поле и магнитное и электрическое. (Утрируя ситуацию, можно сказать, что, быстро вращаясь на пятке в магнитном поле Земли, наблюдатель должен фиксировать объективно существующее вокруг него электрическое поле.) Между прочим, это одна из основных заповедей электродинамики, и очень жаль, что о ней абсолютно не упоминается в школьных курсах физики.

Здесь мы вплотную подходим к выводам теории относительности, но и в этой теории, заменяющей все наши довольно длинные рассуждения двумя строчками безупречно логичных выкладок, есть величины и понятия абсолютные. Прежде всего, абсолютно электромагнитное поле, двумя проявлениями которого являются поле электрическое и поле магнитное. И тут уже не помогут никакие фокусы с системами координат: одно из этих полей обязательно останется.

Вот теперь можно возвращаться к униполярному индуктору, где все, кажется, встало на свои места. Чтобы еще раз не запутаться, сформулируем выводы. 1. В системе, вращающейся с магнитом, существует только магнитное поле. Магнит в этой системе неподвижен, и на его свободные электроны не действуют никакие силы. Проводник движется в магнитном поле, и на его электроны действует сила Лоренца. Она и создает ЭДС, вызывающую электрический ток. 2. В лабораторной системе координат, кроме магнитного поля, существует и электрическое. Внутри вращающегося магнита оно компенсирует силу Лоренца, и полная сила, действующая на электроны магнита, равна нулю. Внешний проводник неподвижен, силы Лоренца нет, но ее с успехом заменяет электрическое поле, создающее между осью магнита и его поверхностью разность потенциалов, точно равную ЭДС, которая получается в первом способе рассуждения.

Вы вытираете лоб, и сразу же раздается очередной «тихий вопрос»: а какие же заряды реально создают это самое электрическое поле, которое возникло, так сказать, движный заряд. Движущийся наблюдатель увидит этот заряд перемещающимся, то есть он зафиксирует наличие тока . В нашем случае ситуация обратная. Но давайте кончим на этом, так как подобный разговор можно продолжать до бесконечности.

Как бы ни была сложна физика явления, исходная схема, с которой мы начали, действительно проста, и заманчиво посмотреть, как и где ее можно использовать. Ведь возникающие в униполярном индукторе напряжения совсем не малы: если магнитное поле равно 10 000 гаусс, а скорость вращения — 3 000 оборотов в минуту, то разность потенциалов между экватором и полюсом вращающегося цилиндра радиусом 1 м достигает приличного значения — около 150 вольт. (Между прочим, космический путешественник, приближаясь к Земле, которая представляет собой вращающийся шарообразный магнит, зафиксирует разность потенциалов между полюсом и экватором в несколько сотен киловольт. Нам, обитателям земной поверхности, в этом смысле не повезло: в нашей системе координат эта разность потенциалов просто отсутствует.)

Для технических применений постоянные магниты не очень удобны: они тяжелы, боятся нагревания и ударов, дают сравнительно слабое поле. Гораздо удобнее электромагнит, причем обмотку его в униполярном генераторе можно оставить в покое, а вращать только проводящий, например, медный сердечник. А еще лучше, модифицировав эту схему, расположить между полюсами электромагнита плоский проводящий диск: он и легче и конструктивно удобнее для съема тока.

Униполярный генератор обладает очень малым внутренним сопротивлением, определяемым фактически лишь сопротивлением скользящего контакта. Поэтому он способен давать колоссальные токи, достигающие миллионов ампер. Так, например, недавно построенный униполярный генератор Австралийского Национального университета при напряжении в 800 вольт дает ток до двух миллионов ампер. В современной экспериментальной физике спрос на такие токи очень велик, а достигаются они обычно с помощью импульсного разряда огромных конденсаторных батарей. Во многих задачах физики плазмы, где «банки (конденсаторные) решают все», униполярный генератор может оказаться очень полезным. Какая из его разновидностей окажется наиболее удобной, покажет будущее. Пока униполярная индукция — иллюстрация интересного физического явления, предоставляющего богатые возможности для споров и вопросов, выясняющих понимание электродинамики. Вопросы эти, конечно, гораздо сложнее, чем те, о которых шла речь, и рассмотрение их в научно-популярной статье просто невозможно.

Автор: А. Лебедев.

P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что подобные эксперименты можно было бы провести не только мысленно но и с применением различных бытовых электрических приборов, таких как например, кабель силовой nym, тем более что его можно недорого приобрести в интернет магазине.

Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Электромагнитные колебания и волны

1. Явление электромагнитной индукции было открыто английским ученым Майклом Фарадеем. Если соединить катушку с гальванометром и внести в катушку полосовой магнит северным полюсом, то стрелка гальванометра отклонится, что свидетельствует о существовании в катушке электрического тока. Когда магнит остановится в катушке, то ток прекратится (рис. 95). При выдвижении магнита из катушки в ней вновь появится электрический ток, но он будет иметь противоположное направление. Причиной возникновения электрического тока в катушке, является изменение магнитного поля, пронизывающего эту катушку, которое происходит при движении магнита.

Возможны различные способы изменения магнитного поля, пронизывающего контур проводника. Можно, например, перемещать не магнит, а катушку, т.е. надевать её на магнит. При этом также возникнет индукционный ток. Можно в большую катушку вставить малую катушку. Большую катушку соединить с гальванометром, а малую — с источником постоянного тока. При замыкании и размыкании цепи малой катушки можно наблюдать отклонение стрелки гальванометра. Таким образом, при любом изменении магнитного поля пронизывающего замкнутый проводник, в нём возникает индукционный ток.

Читайте также:  Альтернативная энергия своими руками. Фонарик, работающий на воде

Эти и другие опыты показывают, что ток появляется только при изменении магнитного поля, пронизывающего замкнутый проводник.

Явление возникновения тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного поля, пронизывающего контур проводника, называется электромагнитной индукцией. Ток, возникающий в этом случае в цепи, называют индукционным током.

Таким образом, направление индукционного тока в катушке зависит от направления движения магнита.

2. Направление индукционного тока зависит от того, каким полюсом вносят магнит в катушку или выносят из нее, т.е. от направления магнитного поля. Если вносить магнит в катушку не северным полюсом, как это делалось в опыте, описанном выше, а южным полюсом, то стрелка гальванометра отклонится в сторону, противоположную той, в которую она отклонялась при внесении магнита северным полюсом. Направление индукционного тока будет разным в зависимости от того, вносят магнит в катушку или выносят его из катушки. Таким образом, направление индукционного тока зависит от направления движения магнита относительно катушки.

Вносить магнит в катушку можно быстрее и медленнее. Наблюдения позволяют сделать вывод о том, что сила индукционного тока зависит от скорости движения магнита, т.е. от скорости изменения магнитного поля. Сила индукционного тока тем больше, чем больше скорость изменения магнитного поля, пронизывающего контур проводника.

Если в самом проводнике изменяется сила тока, то вокруг проводника существует переменное магнитное поле. Это поле порождает в проводнике индукционный ток, который называется током самоиндукции, а явление возникновения такого тока — явлением самоиндукции.

Значение открытия явления магнитной индукции заключается в том, что в этом явлении наглядно наблюдается связь электрических и магнитных явлений, электрического и магнитного полей, что позволяет говорить о существовании единого электромагнитного поля.

3. Явление электромагнитной индукции лежит в основе работы генератора электрического тока — устройства, которое служит источником электрического тока и в котором происходит преобразование механической энергии в электрическую. Основными частями генератора являются магнит и расположенная между его полюсами насаженная на вал рамка.

Рамка приводится во вращение, пронизывающее её магнитное поле изменяется, и в катушке возникает индукционный ток. Этот ток снимается с рамки с помощью устройства, называемого коллектором, представляющим собой два полукольца, каждое из которых присоединяется к различным концам рамки, и щёток, касающихся колец. Промышленные генераторы имеют более сложное устройство, но все они состоят из вращающейся части (ротора), обычно в промышленном генераторе это электромагнит, создающий вращающееся магнитное поле, и неподвижной части (статора) — обмотки, в которой индуцируется электрический ток.

4. Максвеллом было теоретически показано, а Герцем экспериментально доказано, что изменяющееся магнитное поле порождает переменное электрическое поле, в свою очередь переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, т.е. в пространстве происходят изменения (колебания) характеристик электромагнитного поля.

Электромагнитные колебания происходят в колебательной системе, называемой колебательным контуром. Колебательный контур — это электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности (рис. 96).

Если зарядить конденсатор и затем замкнуть его на катушку, то по цепи пойдёт электрический ток. При этом конденсатор начнёт разряжаться. Сначала сила тока в цепи будет увеличиваться, и появится ток самоиндукции, препятствующий увеличению основного тока и направленный против него. Через ½ часть периода конденсатор полностью разрядится, а сила тока в катушке станет максимальной. Затем сила тока начнет уменьшаться. Ток самоиндукции, который при этом возникнет, будет стремиться поддержать основной ток и будет направлен так же, как и он. Через ¼ часть периода ток прекратится, и конденсатор перезарядится. Затем пойдет обратный процесс.

Таким образом, в колебательном контуре происходят электромагнитные колебания, т.е. периодические изменения заряда, силы тока, электрического и магнитного полей. Колебания, происходящие в колебательном контуре, благодаря начальному запасу энергии в конденсаторе называются свободными. В процессе колебаний энергия извне в контур не поступает.

Минимальный промежуток времени, через который процесс в колебательном контуре полностью повторяется, называется периодом ​ ( (T) ) ​ электромагнитных колебаний. За период колебаний заряд на обкладках конденсатора изменяется от максимального значения до следующего максимального значения того же знака, или сила тока изменяется от максимального значения до следующего максимального значения при том же направлении тока.

Характеризуя электромагнитные колебания, часто говорят об их частоте. Частотой ​ ( (nu) ) ​ колебаний называют число полных колебаний в одну секунду. Частота обратна периоду колебаний

Единицей частоты является 1 Гц. Частоту электромагнитных колебаний часто измеряют в килогерцах (1 кГц = 1000 Гц) и в мегагерцах (1 МГц = 1 000 000 Гц).

5. Подобно тому как механические колебания распространяются в пространстве в виде механических волн, электромагнитные колебания распространяются в пространстве в виде электромагнитных волн. Многочисленные эксперименты показывают, что электрическое и магнитное поля взаимосвязаны. Если в какой-либо точке пространства возникает переменное электрическое поле, то в соседних точках оно возбуждает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, возбуждает переменное электрическое поле и т.д. Таким образом, можно говорить об электромагнитном поле. Это поле и распространяется в пространстве.

Процесс распространения периодически изменяющегося электромагнитного ноля представляет собой электромагнитные волны.

Электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью 300 000 км/с. Они характеризуются определённой длиной волны ​ ( lambda ) ​. Длина волны — это расстояние, на которое перемещается электромагнитная волна за время, равное периоду колебаний ​ ( (T) ) ​. ​ ( lambda=cT ) ​ или ( lambda=c/nu ) , где ​ ( c ) ​ — скорость распространения электромагнитной волны, ​ ( nu ) ​ — частота колебаний.

6. Электрически заряженные частицы могут колебаться с различной частотой. Соответственно, излучаемые при этом электромагнитные волны имеют разную длину волны. Поэтому диапазон частот электромагнитных волн очень широк: он лежит в пределах от 0 до 10 22 Гц, а длина волны — в пределах от 10 -14 м до бесконечности. По длине волны или по частоте электромагнитные волны можно разделить на восемь диапазонов. Обладая рядом общих свойств (интерференция, дифракция), волны разной частоты имеют и специфические свойства.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. В катушку, соединённую с гальванометром, вносят магнит. Направление индукционного тока зависит

А. От скорости перемещения магнита.
Б. От того, каким полюсом вносят магнит в катушку.

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

2. В катушку, соединённую с гальванометром, вносят магнит. Сила индукционного тока зависит

А. от скорости перемещения магнита
Б. от того, каким полюсом вносят магнит в катушку

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

3. Постоянный магнит вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).

Если выносить магнит из катушки с большей скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку

4. Две одинаковые катушки замкнуты на гальванометры. В катушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. В какой катушке гальванометр зафиксирует индукционный ток?

1) только в катушке А
2) только в катушке Б
3) в обеих катушках
4) ни в одной из катушек

5. В первом случае магнит вносят в сплошное эбонитовое кольцо, а во втором случае выносят из сплошного медного кольца (см. рисунок).

1) возникает только в эбонитовом кольце
2) возникает только в медном кольце
3) возникает в обоих кольцах
4) не возникает ни в одном из колец

6. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику постоянного тока. В каком из перечисленных опытов гальванометр зафиксирует индукционный ток?

А. В малой катушке выключают электрический ток.
Б. Малую катушку вынимают из большой.

1) только в опыте А
2) только в опыте Б
3) в обоих опытах
4) ни в одном из опытов

7. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику тока. Первую секунду от начала эксперимента малая катушка неподвижна внутри большой катушки. Затем в течение следующей секунды её вынимают из большой катушки. Третью секунду малая катушка находится вне большой катушки. В течение четвертой секунды малую катушку вдвигают в большую. В какой(-ие) промежуток(-ки) времени гальванометр зафиксирует появление индукционного тока?

1) только 0-1 с
2) 1 с-2 с и 3 с-4 с
3) 0-1 с и 2 с-3 с
4) только 1 с-2 с

8. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику тока. Оси катушек совпадают. Первую секунду от начала эксперимента малая катушка неподвижна внутри большой катушки. Затем в течение следующей секунды её вращают относительно вертикальной оси по часовой стрелке. Третью секунду малая катушка вновь остаётся в покое. В течение четвёртой секунды малую катушку вращают против часовой стрелки. В какие промежутки времени гальванометр зафиксирует появление индукционного тока в катушке?

1) индукционный ток может возникнуть в любой промежуток времени
2) индукционный ток возникнет в промежутках времени 1-2 с, 3-4 с
3) индукционный ток не возникнет ни в какой промежуток времени
4) индукционный ток возникнет в промежутках времени 0-1 с, 2-3 с

9. К электромагнитным волнам относятся:

A. Волны на поверхности воды.
Б. Радиоволны.
B. Световые волны.

Укажите правильный ответ.

1) только А
2) только Б
3) только В
4) Б и В

10. Какие из приведённых ниже формул могут быть использованы для определения скорости электромагнитной волны?

1) только А
2) только Б
3) А и В
4) В и Г

11. Установите соответствие между названием опыта (в левом столбце таблицы) и явлением, которое в этом опыте наблюдается (в правом столбце таблицы). В таблице под номером физической величины левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами элемента правого столбца.

ВЕЛИЧИНА
A) опыты Фарадея
Б) опыт Эрстеда
B) опыт Ампера

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ
1) действие проводника с током на магнитную стрелку
2) электромагнитная индукция
3) взаимодействие проводников с током

12. Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их работы.

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
A) генератор электрического тока
Б) электрический двигатель
B) электромагнитное реле

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
1) взаимодействие постоянных магнитов
2) взаимодействие проводников с током
3) возникновение электрического тока в проводнике при его движении в магнитном поле
4) магнитное действие проводника с током
5) действие магнитного поля на проводник с током

Часть 2

13. На какую частоту нужно настроить радиоприёмник, чтобы слушать радиостанцию, которая передает сигналы па длине волны 2,825 м?

1) 106,2 кГц
2) 106,2 МГц
3) 847,5 кГц
4) 847,5 МГц

Второе магнитное поле Солнца. Решение парадоксов электродинамики, астрофизики и физики элементарных частиц

АННОТАЦИЯ: Рассмотрено второе магнитное поле Солнца. Построена 3D-модель восходящей и нисходящей линий второго магнитного поля Солнца. Изучено, как именно проявляется вторая компонента магнитного поля в земных условиях. Объясняются парадоксы электродинамики, в частности природа движущей силы в униполярном двигателе Фарадея и униполярном генераторе с точки зрения ИСКОННОЙ ФИЗИКИ АЛЛАТРА. Выявлено, что именно наличие второго магнитного поля придаёт вращательный момент звёздам, планетам, элементарным частицам и фантомным частичкам По, из которых и состоят все элементарные частицы. Поясняется, почему скорость движения фотонов больше скорости движения многих других элементарных частиц.

Интересуясь изучением солнечной физики, обнаружил на сайте «АЛЛАТРА НАУКА» в статье: «Природа электромагнитного поля» [1], довольно интересное изображение магнитного поля Солнца. Его изучение помогло объяснить природу некоторых электромагнитных парадоксов.

На снимке запечатлены магнитные потоки Солнца (силовые линии). Данный снимок получен исследовательским прибором Обсерватории солнечной динамики НАСА (NASA’s Solar Dynamics Observatory – SDO). Этот прибор оснащён несколькими исследовательскими комплексами: (Atmospheric Imaging Assembly – AIA), специальной камерой (Helioseismic and Magnetic Imager – HMI) и др., которые предназначены для изучения магнитных полей и их осцилляций на поверхности Солнца и в фотосфере звезды. Четыре телескопа исследовательского комплекса (AIA), работают параллельно для формирования 8 снимков Солнца каждые 12 секунд с помощью 10 разных электромагнитных волн. Описанное выше и дополнительное оборудование каждый день обеспечивает исследователей 57600 снимками Солнца высокого разрешения, которые отображают перемещение поверхностных солнечных масс и их извержение в атмосферу Солнца (корону) [2]. Для лучшей чёткости и максимальной детализации специалисты отредактировали снимок на компьютере: яркие белые полосы – это корональные петли, а синие и желтые пятна – это противоположные магнитные полюса.

На первый взгляд данный снимок может показаться непримечательным, но если внимательно сопоставить силовые линии магнитного поля Солнца с аналогичным телом в земных условиях, обладающим магнитным полем (например, постоянным магнитом в виде шайбы), то можно выявить определённые различия, которые помогают объяснить природу парадоксов электродинамики.

В чём же заключается ценность данного снимка магнитного поля Солнца (Рис. 1)? Дело в том, что на снимке (Рис. 2) отчётливо видна одна дополнительная силовая линия, которая также соединяет два противоположных магнитных полюса, но отличается по форме от основных тороидальных силовых линий. Дополнительная силовая линия имеет двоякую кривизну.

Рисунок 2. Основные и дополнительные силовые линии магнитного поля Солнца.

Примечателен также тот факт, что на снимке мы видим лишь одну дополнительную силовую линию, охватывающую видимый сектор Солнца в 180º. Основное тороидальное и второе магнитное поле Солнца должны быть полностью скомпенсированы (принцип взаимодействия крайних противоположностей), поэтому на противоположной стороне Солнца также находится дополнительная вторая силовая линия, но с противоположными свойствами. Что это означает? Если рассматривать Солнце с двумя магнитными полюсами (Северным и Южным), то одна силовая линия второго магнитного поля будет нисходящей, т. е. движение магнитного потока будет, например, от Северного полюса к Южному (Рис. 3), а вторая силовая линия второго магнитного поля Солнца будет восходящей, т. е. движение магнитного потока будет уже от Южного полюса к Северному. На схематических рисунках эти линии показаны двумя разными цветами (Рис. 3).

Читайте также:  Эффекты, связанные с катушкой отрицательной энергии (КОЭ)

Рисунок 3. Схематическое обозначение восходящей и нисходящей линии второго магнитного поля Солнца.

Таким образом, Солнце имеет две силовые линии, которые формируют вторую компоненту магнитного поля Солнца. В литературе его ещё называют второе магнитное поле или же скалярное магнитное поле.

Необходимо было выяснить, как именно проявляется вторая компонента магнитного поля в земных условиях. Согласно фрактальному принципу мироустройства магнитные поля звёзд и постоянных магнитов должны быть схожими. Современное представление науки о силовых линиях магнитного поля ограничивается стандартным представлением об основном тороидальном магнитном поле (Рис. 4).

Рисунок 4. Магнитное поле прямоугольного магнита.

Действительно, если изучить форму металлических опилок, а также следы на специальных магнитных плёнках (Рис. 5), то на таком уровне детализации магнитного поля дополнительные силовые линии второго магнитного поля не обнаруживаются. Это связано с тем, что вторая компонента магнитного поля не взаимодействует с ферромагнетиками, но имеет место быть. Более детально об этом можно узнать из книг и работ Николаева Г. В., а также просмотрев видео [3].

Рисунок 5. Фото магнитного поля прямоугольного неодимового магнита.

На Рис. 5. показано магнитное поле прямоугольного (10 мм х 15 мм х 40 мм) неодимового магнита в двух плоскостях. Более тёмные места обозначают силовые линии, расположенные более ортогонально к поверхности зелёной плёнки (Magnet Viewer), а светлые полосы указывают места наименьшей концентрации силовых линий или их отсутствие. Действительно, на Рис. 5. мы не обнаруживаем дополнительной петлеобразной силовой линии как на Рис. 2., которая соединяла бы противоположные магнитные полюса, но отчётливо видна нейтральная зона между двумя полюсами неодимового магнита. Об этой нейтральной зоне упоминал в 1945 г. Эдвард Лидскалнин (Edward Leedskalnin) в своей книге «Магнитный поток» (стр. 3.1, Рис. 6) [4]:

«В плоском постоянном магните, между полюсами, есть полунейтральная часть, где нет входящего или выходящего потока, но на Земле нет места, где магнитные частички бы не циркулировали, однако на полюсах они циркулируют гораздо чаще, чем на экваторе».

Рисунок 6. Полунейтральная зона между полюсами магнитного поля (обозначена тёмным цветом) [4].

Ознакомление с докладом «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» [5] и несколькими статьями, которые имеют отношение к теории магнитных полей, внесло некую ясность. Оказывается, что любое материальное тело, будь-то «живое» или «неживое», обладает собственным септонным полем (стр. 52) [1], [6], которое принимает тороидальную форму. «Септонное поле ‒ это общее универсальное поле, благодаря которому происходят все фундаментальные взаимодействия в материальном мире. Оно находится в основе любого явления, процесса, объекта и их составляющих. Собственное септонное поле присуще как объектам макромира, так и объектам микромира. Это общее поле, которое объединяет их в своей основе, так как реальная частичка По и фантомная частичка По состоят из элементов этого поля ‒ септонов» [5].

Эдвард Лидскалнин в своих трудах очень близко подошёл к пониманию природы магнитного поля и септона и под термином «magnets» подразумевал «магнитные частички». Он пишет в вышеупомянутой книге: «Они на столько малы, что способны проникать сквозь что-угодно. По сути, они могут проникнуть сквозь металл легче, чем сквозь воздух» [4].

Благодаря проявленной дополнительной силовой линии магнитного поля Солнца на снимке (Рис. 2.), теперь можно объяснить несколько, до настоящего времени не разрешённых, парадоксальных ситуаций с природой движущей силы в униполярном двигателе Фарадея и униполярном генераторе [7], в котором используется вращающийся магнит. Униполярный двигатель вращается только одними продольными силами F║. Реакцией является поперечная сила F┴, приложенная к боковому проводнику токоподвода (Рис. 7).

А также разрешается парадоксальная ситуация с местом возникновения ЭДС в униполярном генераторе с вращающимся магнитом-ротором и причинами отсутствия реакции на магните в случае использования неподвижного магнита. Исследования показывают, что ЭДС индуцируется только во вращающемся магните-роторе и методы теории относительности к рассматриваемому явлению не применимы (рис. 7).

Рисунок 7. Униполярный двигатель Фарадея и униполярный генератор [7]

Поскольку в униполярном двигателе Фарадея происходит вращение постоянного магнита под действием электрического тока, то можно сказать, что вторая компонента магнитного поля отвечает за вращение тела. Именно наличие второго магнитного поля придаёт вращение звёздам, планетам, элементарным частицам и фантомным частичкам По, из которых и состоят элементарные частицы (электрон, протон, нейтрино и фотон). Ведь в докладе «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» сказано (стр. 84) [5]:

“Примечательно, что у фотона, двигающегося по эзоосмической решётке, спиралевидное вращение его фантомных частичек По более ускоренное, чем у фантомных частичек По многих других элементарных частиц. Благодаря таким ускоренным «завихрениям» структуры фотона его скорость движения больше по сравнению со скоростью движения многих других элементарных частиц. Фотон-3 и фотон-4 двигаются, как правило, в одном энергетическом потоке, причём фотонов-3 в нём всегда многократно больше, чем фотонов-4. Например, от солнца идёт поток фотонов, где большинство из них ‒ это силовые фотоны (фотоны-3), ответственные за энергетические, силовые взаимодействия, но среди них есть и информационные фотоны (фотоны-4), несущие информацию о солнце. Потоки фотонов-3 не несут тепло, они его создают при разрушении частичек, с которыми сталкиваются. Чем больше поток фотонов-3, направленных под прямым углом к материальному объекту, тем больше образуется тепла. Благодаря информационным фотонам (фотонам-4) человек, например, видит глазами свет от солнца и само солнце, а благодаря силовым фотонам (фотонам-3) он чувствует на себе тепло от солнца и так далее. То есть благодаря фотонам-3 обеспечивается энергетический поток (а также различные силовые взаимодействия в материальном мире), а благодаря фотонам-4 обеспечивается доставка информации в данном энергетическом потоке (то есть участие в процессах, позволяющих, например, человеку видеть окружающий мир)”.

Следовательно фантомные частички По фотона имеют больше силовых линий, формирующих второе магнитное поле частички, чем и обусловлена повышенная скорость перемещения.

Поскольку человеческий организм, флора и фауна зависят от различных магнитных полей, то и их дальнейшее изучение, с позиции знаний ИСКОННОЙ ФИЗИКИ АЛЛАТРА, является важным приоритетом созидательного и познавательного будущего.

ВЫВОДЫ:

  • Количество дополнительных силовых линий, которые формируют второе магнитное поле объекта всегда кратно 2. Аналогично данным из статьи Васильева Г. [1], когда минимальное необходимое количество материальных объектов для формирования электромагнитного поля равняется двум, и что они должны иметь противоположные внутренние потенциалы и внешние заряды.
  • Количество дополнительных силовых линий обусловлено геометрией тела, т. е. зависит от деформации тороидального магнитного поля (например магнит- шайба или магнит-цилиндр).
  • Чем больше скорость вращения тела, тем больше силовых линий, образующих второе магнитное поле. Но здесь возникает вопрос: постоянно ли количество данных силовых линий в объекте исследования или оно изменяется в зависимости от условий (изменилась скорость вращения – изменилось и количество)?

Скалярное магнитное поле и униполярная индукция (эксперименты по Свободной энергии)

и постоянные магнитные поля

Г.Д.Жангисина, д.п.н, профессор,

Сыздыкбеков Н.Т. к.т.н., доцент

Жанбиров Ж.Г., д.т.н., профессор

Сагынтай М. магистр

Е.К.Мухтарбек, студент 2-курс, спец: 5В070500 Математическое и компьютерное моделирование.

(Центрально-Азиатский Университет, Алматы,

В данной статье приведены результаты исследований векторных и скалярных магнитных полей постоянных магнитов и определение их распространения.

Ключевые слова: магнит, постоянный магнит, электромагнит, векторное магнитное поле,скалярное магнитное поле .

Постоянное магниты. Постоянное магнитное поле.

Магнит – это тела, обладающие способностью притягивать железные и стальные предметы и отталкивать некоторые другие благодаря действию своего магнитного поля. Силовые линии магнитного поля проходят с южного полюса магнита, а выходят с северного полюса.

Постоянный магнит — изделие из магнитотвёрдого материала с высокой остаточной магнитной индукцией , сохраняющее состояние намагниченности в течение длительного времени. Постоянные магниты изготавливаются различной формы и применяются в качестве автономных (не потребляющих энергии) источников магнитного поля .

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока . Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока. В электромагнитах, предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь (подвижная часть магнитопровода ), передающий усилие. Постоянные магниты, изготовленные из магнетита , применялись в медицине с древнейших времен. Царица Египта Клеопатра носила магнитный амулет. В древнем Китае в «Императорской книге по внутренней медицине» затрагивался вопрос применения магнитных камней для коррекции в теле энергии Ци — «живой силы». В первые теорию магнетизма разработал французский физик Андре Мари Ампер. Согласно его теории намагниченность железа объясняется существованием электрических токов, которые циркулируют внутри вещества. Свои первые сообщения о результатах опытов Ампер сделал на заседание Парижской академии Наук осенью 1820 года. Понятие “магнитное поле” в физику ввел английский физик Майкл Фарадей. Магниты взаимодействуют посредством магнитного поля, он же ввел понятие магнитных силовых линий.

Векторное магнитное поле

Векторное поле — это отображение , которое каждой точке рассматриваемого пространства ставит в соответствие вектор с началом в этой точке. Например, вектор скорости ветра в данный момент времени изменяется от точки к точке и может быть описан векторным полем.

Скалярное магнитное поле

Если каждой точке заданной области пространства (чаще всего размерности 2 или 3) поставлено в соответствие некоторое (обычно — действительное ) число , то говорят, что в этой области задано скалярное поле. Другими словами, скалярное поле — это функция , отображающая в (скалярная функция точки пространства).

Геннадий Васильевич Николаев по простому рассказывает, показывает и на простых опытах доказывает существование второго типа магнитного поля, которое наука по странной причине не нашла. Со времен Ампера еще было предположение, что оно существует.

http://www.youtube.com/watch?v=bZbDhx6earA . Открытое Николаевым поле он назвал скалярным, но его еще частенько называют его именем. Николаев привел электромагнитные волны к полной аналогии с обычными механическими волнами. Сейчас физика рассматривает электромагнитные волны, как исключительно поперечные, но Николаев уверен и доказывает, что они так же и ПРОДОЛЬНЫЕ ИЛИ СКАЛЯРНЫЕ и это логично, как может вперед распространяться волна не имея прямого давления, это просто абсурдно. По мнению ученого, наукой продольное поле было скрыто специально, возможно в процессе редактирование теорий и учебников. Сделано это с простым умыслом и согласовано с другими урезаниями. Первое урезание, которое сделали это отсутствие эфира. Почему?! Потому, что эфир это энергия, или среда, которая находится под давлением. И это давление, если правильно организовать процесс можно использовать как бесплатный источник энергии. Второе урезание это убрали продольную волну, это как следствие, что если эфир это источник давления, то есть энергии, то если в нем складывать только поперечные волны, то никакой свободной или бесплатной энергии получить нельзя, нужна обязательно продольная волна.

Тогда встречное наложение волн дает возможность откачивание давления эфира. Часто эту технологию называют нулевой точкой, что в общем правильно. Именно на границе соединения плюса и минуса (повышенного и пониженного давления), при встречном движении волн можно получить так называемую зону Блоха или по простому провал среды (эфира), куда будет привлечена дополнительная энергия среды.

Работа представляет собой попытку практического повторения некоторых опытов описанных в книге Г.В.Николаева “Современная электродинамика и причины ее парадоксальности” и воспроизведение генератора и мотора Стефана Маринова, насколько это возможно в домашних условиях.

Опыт Г.В.Николаева с магнитами: Использовались два круглых магнита от динамиков.

Два плоских расположенных на плоскости разноименными полюсами магнита. Притягиваются друг к другу (Фиг.1), между тем, как при перпендикулярном расположении их (вне зависимости от ориентации полюсов) сила притяжения отсутствует (присутствует только крутящий момент).

Теперь разрежем магниты посередине и соединим попарно разными полюсами, образовав магниты первоначального размера.

При расположении этих магнитов в одной плоскости они вновь будут, например, притягиваться друг к другу, между тем как при перпендикулярном расположении они будут уже отталкиваться. В последнем случае продольные силы, действующие по линии разреза одного магнита, являются реакцией на поперечные силы, действующие на боковые поверхности другого магнита,и наоборот. Существование продольной силы противоречит законам электродинамики. Эта сила является результатом действия скалярного магнитного поля, присутствующего в месте разреза магнитов. Такой составной магнит и называется SIBERIAN COLIA .

Магнитная яма это когда векторное магнитное поле отталкавает а скалярное магнитное поле притягивает и между ними рождается расстояние это называется магнитная яма.

1. Савельев И. В. Курс общей физики. — М.: Наука , 1998. — Т. 3. — 336 с. — ISBN 9785020150003 .

2. Борисенко А. И., Тарапов И. Е. Векторный анализ и начала тензорного исчисления. — М.: Высшая школа, 1966, 251 с.

5. Борисенко А. И., Тарапов И. Е. Векторный анализ и начала тензорного исчисления. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1966.

К вопросу о парадоксальности закона электромагнитной индукции

В данной статье дается критический анализ “парадоксов” электромагнитной индукции на основе эфиродинамической концепции природы магнитных сил. В качестве примеров рассматриваются некоторые «парадоксы» электромагнитной индукции, которые уже многие десятилетия не находят удовлетворительное объяснение: “парадокс Геринга” и ему подобные, униполярная индукция.

Введение. Убедительное рассуждение, приводящее к неприемлемому заключению, называется парадоксом.[1] Особую роль парадоксы играют в логике и науке, свидетельствуя о том, что привычные приёмы теоретического мышления сами по себе не обеспечивают надёжного продвижения к истине. [2]

Открытие электромагнитной индукции М. Фарадеем (магнитоэлектрической [3]) было одним из величайших научных достижений XIX века. Это явление послужило основой для создания электромагнитной теории Максвелла, множества прикладных технических решений, играющих важную роль в современной науке и технике.

Поэтому всякие теоретические разногласия, связанные с этим явлением, вызывают жаркие споры и дискуссии, приводящие к неприятию этого явления. Для обоснования этой позиции приводятся экспериментальные факты [4,5], при которых закон магнитоэлектрической индукции не выполняется. В электродинамике эти феномены получили название “парадоксы” электромагнитной индукции. [4]

Как было показано в работе [6] , корни этой проблемы находятся в математизации эмпирически открытого явления электромагнитной индукции Фарадеем. В процессе создания математической теории электромагнитной индукции Нейманом, Максвеллом, Герцем, Хевисайтом и др. окончательно было выхолощено понятие эфира, как среды взаимодействия магнитных сил, а вместо него получила развитие концепция магнитного силового поля, представляемого магнитной индукцией [7] — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд q , движущийся со скоростью v.

Данное представление магнитной индукции является элементом полевой математической абстракции не имеющей физической сущности. В действительности, исходя из определения магнитной силы, например из силы Лоренца [8] (только со стороны магнитного поля) F = qvBsinα, магнитная индукция (В) это коэффициент – скалярная величина, определяющий степень уменьшения (увеличений) магнитной силы в данной точке пространства. К тому же, как показано в работе [6], в рамках явления магнитоэлектрической индукции, магнитная сила (магнитное поле) действует не на движущийся заряд, а на протон-электронную пару атомов вещества, обуславливая генерацию фотонов.

Читайте также:  Самодельный кондиционер из пластиковых бутылок, который работает без электричества

Простота и изящество описания электромагнитных явлений полевой формой сделали теорию Максвелла, согласно официальной науке, фундаментом всей современной физики. [5] Однако неспособность решать все возрастающий поток как теоретических, так и практических задач привело современную электродинамику, базирующуюся на теории Максвелла, к парадоксальности.

Целью настоящей работы является попытка критического анализа “парадоксов” электромагнитной индукции на основе эфиродинамической концепции природы магнитных сил. В качестве примеров рассматриваются некоторые «парадоксы» электромагнитной индукции, которые уже многие десятилетия не находят удовлетворительное объяснение.

«Парадокс Геринга» и ему подобные. Описание устройства и сущность парадокса даны в работе [4]: намагниченный железный тороид охвачен замкнутым контуром, состоящим из двух пружинных зажимов и гальванометра. При извлечении тороида из пружинной петли (без нарушения металлического контакта) магнитный поток, пронизывающий контур, изменяется от исходного значения до нуля. «Парадокс Геринга» заключается в том, что при этом в цепи не возникает ЭДС индукции, которая следует из закона электромагнитной индукции (Неймана — Максвелла) [9]:

Дискуссия продолжалась несколько десятилетий, то затухая, то возникая вновь, но «парадокс Геринга» так и остался неразрешенным. Более того в процессе дискуссии были предложены и другие схемы, в которых нарушался основной закон электромагнитной индукции.

Исходя из эфиродинамической концепции сущность явления заключается в следующем. Магнитная сила намагниченного железного тороида воздействует на замкнутый контур, который охватывает тороид. В виду симметричности контура, относительно плоскости сечения тороида, магнитная сила воздействия на верхнюю и нижнюю части замкнутого контура, согласно описанию устройства, будет одинакова. Фактически магнитные силы одной и той же величины, воздействуя на верхнюю и нижнюю части замкнутого контура приведут в возбужденное состояние одно и тоже количество протон-электронных пар, как в верхней, так и нижней части. При извлечении тороида из пружинной петли (без нарушения металлического контакта) произойдет генерация фотонов, количество (концентрация) которых в обеих рассматриваемых частях замкнутого контура будет одинаковым. В соответствии определения потенциала электрического поля [10] — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду φ = W/q, потенциал электрического поля определяется величиной концентрации носителей электрического заряда, в нашем случае – фотонов. Следовательно, потенциалы верхней и нижней частей замкнутого контура будут равны. Гальванометр, подключенный к верхней и нижней частям замкнутого контура, будет фиксировать разность потенциалов, которая всегда будет равна нулю, при перемещении тороида по направлению, указанному в эксперименте, т. е. вдоль верхней и нижней частей замкнутого контура.

Индуцированная ЭДС появиться только в случае нарушения симметрии воздействия магнитных сил, т. е. при движении тороида снизу вверх и наоборот (от нижней части контура к его верхней и наоборот).

Схема, предложенная в 1968 году Тили [4]. Цепь состоит из контура с перемычкой по середине. При замкнутой перемычке образуются два контура. В правый контур включен гальванометр G, а левый, подвергается воздействию постоянным магнитом, находящимся в центре контура. Если разорвать перемычку между контурами, то – согласно закону (1) – гальванометр должен показать импульс индукционного тока в цепи. Но какая-либо ЭДС в этом эксперименте не появляется.

В данной схеме постоянный магнит находится в состоянии покоя. Вследствие чего генерации фотонов в контуре не происходит. Следовательно, нет причины появления индуцированного тока или ЭДС. Установление перемычки вызовет одномоментную генерацию фотонов в перемычке, концентрация которых быстро (со скоростью света) придет в равновесие по всему левому контуру. При снятии перемычки гальванометр зафиксирует разность потенциалов верхней и нижней части левого контура, которая в силу симметричности схемы будет равна нулю.

Данный эксперимент также взят из работы [4]. Устройство включает две соосные катушки провода (два соленоида). Первичная цепь состояла из внутренней катушки, источника постоянного тока и реостата. Вторичной цепью служил внешний соленоид, к движку которого был подключен баллистический гальванометр.

В эксперименте по первичной цепи протекал постоянный ток, а полный магнитный поток, пронизывающий второй соленоид (потокосцепление ψ), регулировался изменением числа витков N во вторичной обмотке – включением/выключением ключа или перемещением движка соленоида. Однако при любых изменениях числа подключенных витков гальванометр не обнаруживал в цепи никакого индукционного тока.

Эксперимент не обнаружил индукционного тока в виду его ошибочной интерпретации. Изменение числа витков вело к изменению потокосцепления двух селеноидов, однако величина магнитной силы, действующей на витки вторичного селеноида, оставалась постоянной вследствие постоянства тока в первичной цепи. При постоянной магнитной силе генерация фотонов отсутствует, что фиксирует гальванометр. Изменение количества витков вторичного селеноида на величину магнитной силы никакого влияния не оказывает.

Выше рассмотренные эксперименты показывают, что без понимания природы магнитоэлектрической индукции нельзя решить весь объем существующих и появляющихся задач, использующих это явление. Математическая формулировка этого закона, предложенная Нейманом – Максвеллом, которая стала доминирующей в современной физике, не отражает природы магнитоэлектрической индукции, а по сути является упрощенной математической моделью. На это указывал еще Кастерин Н. П. в 30-е годы ХХ ст. в докладе на специальном собрании при Президиуме Академии наук 9 декабря 1936 г. [11]:

“Система основных уравнений электромагнитного поля Максвелла, установленная 75 лет тому назад, несомненно, не в состоянии обнять все явления электромагнетизма, известные в настоящее время; современная теоретическая физика пытается достигнуть этой цели путем надстроек в виде релятивистской, квантовой и волновой механики, изменяя, обобщая и даже извращая основы классической механики и физики, но допуская tacito consensus (по умолчанию, втайне, не оговаривая-мое), что уравнения Максвелла абсолютно точны. С нашей точки зрения уравнения электромагнитного поля Максвелла только первые приближения, а их недостаточность в настоящее время происходит оттого, что точность современных измерений в электродинамике неизмеримо возросла по сравнению с временами Фарадея, Максвелла, Герца, со времени их установления.”

Свою теорию электромагнетизма, как известно, Максвелл строил на вполне определенных физических концепциях, основываясь на допущении реальности существования эфира, реальной материальной среды — носителя полей. Однако со временем, в связи с отказом в физике от любой модели среды, физическая сущность из уравнений Максвелла начала постепенно выхолащиваться. [5] Данное обстоятельство и привело электромагнитную теорию Максвелла к неспособности решать определенный круг задач, характеризующихся как “парадоксы” электродинамики. До настоящего времени за рамками теории Максвелла остаются нерешенными множество задач [12], среди которых особый интерес представляет униполярная индукция.

Униполярная индукция. Это частный случай электромагнитной индукции; возникает при вращении проводящих тел, обладающих собственной намагниченностью либо помещённых во внешнее магнитное поле. [13]

«Униполярная индукция (У. и.) была открыта Фарадеем почти 200 лет назад, но и до настоящего времени физические принципы работы конструкций униполярных генераторов многим остаются неясны. Принцип действия таких генераторов не находит своего объяснения в рамках закона индукции Фарадея и отнесён к парадоксу и исключению из этого закона.»[14]

Попытки интерпретировать этот случай электромагнитной индукции Фарадея предпринимались разными учеными. В настоящее время сформировался подход с привлечением теории относительности [15, 16]: “Последовательное объяснение явления У. и. дает относительности теория. В системе отсчёта, связанной с магнитом (собственной системе отчета), электрическое поле Е отсутствует. Если в лабораторной системе отсчёта магнит движется с постоянной скоростью v, то, согласно релятивистским формулам преобразования напряженности полей, в этой системе электрическое поле Е (с точностью до множителя 1/Ω (1 – v 2 /c 2 ), при малых v практически будет равно: Е = — (vB)/c; эта формула применима к областям как внутри, так и вне намагниченного тела, независимо от того, является ли оно проводящим или непроводящим. Ω – угловая скорость вращения проводящего тела. Т. о., У. и. – релятивистский эффект, в котором отчетливо проявляется относительный характер деления электромагнитного поля на электрическое и магнитное.

Наличие электрического поля приводит к появлению постоянной разности

потенциалов, что используется для генерирования постоянного тока в униполярных машинах.“

Данный подход базируется на концепции существования свободных электронов в проводнике и теории Максвелла: вихревое магнитное поле генерирует вихревое электрическое. Недостатки этих концепций и их критика широко представлены в научной литературе. [12, 17, 18]

В работе [18] показано, что конкретные ответы на все вопросы, связанные с униполярной индукцией, могут быть получены в рамках концепции зависимости скалярного потенциала заряда от его относительной скорости.

Электрический заряд это неотъемлемое свойство элементарных частиц. Если в качестве носителя электрического заряда в указанной концепции рассматривать электрон, то указанная концепция станет еще одним мифом в рамках мифологии модели свободного электрона. Если в качестве носителя электрического заряда рассматривать фотон, то скорость фотона, а также его электрический заряд, являются только функцией его длины волны [19] и не зависят от инерциальной системы отсчета (СТО) или не инерциальной (ОТО), т. е. они инвариантны системам отсчета, а это значит, что скалярный потенциал электрического заряда фотона также инвариантен системам отсчета, т. е. не зависит от его относительной скорости. Очевидно, что указанная концепция не более чем еще одна математическая абстракция, не имеющая физической сущности.

Рассмотрим эксперимент Фарадея с устройством преобразования механической энергии в электрическую, получившим название диск Фарадея. [20]

В этом случае магнитное поле было направлено вдоль оси вращения, контур относительно поля не перемещался. Наибольшее же удивление вызвал тот факт, что вращение магнита вместе с диском также приводило к появлению ЭДС в неподвижной внешней цепи. Так появился парадокс Фарадея, получивший разрешение в рамках выше указанных концепций.

Наглядно видимая парадоксальность униполярной индукции выражается таблицей, в которой описаны различные комбинации из вращения и неподвижности частей установки, и восклицательным знаком отмечен результат, интуитивно не объяснимый — возникновение тока в неподвижной внешней цепи при одновременном вращении диска и закреплённого вместе с ним магнита.

Проведем анализ процессов в диске Фарадея для случая (2) таблицы: диск вращается, магнит и внешняя цепь неподвижны. На поверхности диска выделим элемент поверхности, который в первоначальный момент находится под магнитом. Под

Nп/п магнит диск внешняя цепь есть ли напряжение?

1. неподвижен неподвижен неподвижен отсутствует

2. неподвижен вращается неподвижен Есть

3. неподвижен неподвижен вращается Есть

4. неподвижен вращается вращается отсутствует

5. вращается неподвижен неподвижен отсутствует

6. вращается вращается неподвижен Есть (!)

7. вращается неподвижен вращается Есть

8. вращается вращается вращается отсутствует

воздействием магнитной силы магнита в данном элементе поверхности проводящего диска протон-электронные пары атомов материала проводника возбуждаются. В процессе вращения диска указанный элемент поверхности диска удаляется от магнита и пройдя расстояние равное половине окружности, по которой осуществляется движение элемента поверхности диска, элемент выходит из под действия магнитной силы магнита. В результате снимается возбуждение протон-электронных пар, происходит генерация фотонов. При дальнейшем движении элемента поверхности по окружности, он снова попадает под воздействие магнитной силы магнита. При этом максимальное значение силы воздействия на протон-электронные пары достигнет, когда элемент снова окажется под магнитом. Таким образом, в процессе движения диска с некоторой постоянной скоростью наблюдается циклический процесс возбуждения протон-электронных пар атомов материала проводника и генерации фотонов.

В работе [21] было показано, что величина индуцированного тока определяется выражением:

С учетом того, что в данном устройстве используется неподвижный магнит с постоянной магнитной силой В = const, то RdB/dt = 0.

Выражение (2) показывает, что физически диск Фарадея является реализацией явления магнитоэлектрической индукции путем изменения расстояния dR/dt между магнитом и контуром при постоянстве величины магнитной индукции.

Расстояние R это периодическая функция:

R = 2r sin (π/2 — α),

где r – радиус окружности, описываемой элементом поверхности, α = ωt – угол, образуемый диаметром окружности и отрезком (хордой), определяемой длину расстояния R, ω – частота вращения диска.

Для установления воздействия магнита на весь диск проинтегрируем выражение (2):

где r – радиус диска.

Выражение (3) определяет величину и характер индуцированного тока. При B, r, ω = const i(t) = const. Функция cos(ωt — π/2) показывает, что величина индуцированного тока в диске неравномерна, ее максимальное значение тока можно снять, например, в точке при α = 0. В точке α = π, значение индуцированного тока становится отрицательным, т. е. эта точка характеризуется не генерацией тока, а, наоборот, потреблением. Данное обстоятельство указывает на необходимость правильного подключения внешней цепи, относительно ориентации магнита.

Данная методика анализа применима для всех случаев функционирования диска Фарадея, указанных в таблице, для которых взаимодействующими элементами устройства диск Фарадея являются магнит и диск. При этом следует обратить внимание на два случая 6, 7, для которых анализу по указанной выше методике подвергается пара взаимодействующих элементов – магнит и внешняя цепь.

Выводы. Анализ выше указанных “парадоксов” электромагнитной индукции с помощью эфиродинамической концепции магнитных сил показывает надежность и широкие возможности эфиродинамики в решении проблем электродинамики в целом.

Современная электродинамика не имеет представления о фундаментальных понятиях, таких как электрический заряд, электрический ток, магнитная и электрическая сила, но зато имеет уравнения Максвелла – математическую абстракцию, не имеющей физической сущности, которые признаются как ошибочные. Однако поиск выхода из существующих проблем ведется в рамках той же мифологии, на которой построены уравнения Максвелла: магнитные силовые линии, магнитные и электрические поля. К ним добавляются мифы о свободном электроне, что в целом и ведет к парадоксальности рассматриваемых явлений.

Ссылка на основную публикацию