Швидкість руху електрики проводами. Електростатика: елементи навчальної фізики

Лекція 4. Електричне поле

Людина існує у гравітаційному полі, яке вона в принципі не може усунути. Електричне поле можна створювати та знищувати у простих дослідах. Тому експериментально вивчати електричне поле можна набагато глибшому рівні, ніж гравітаційне. Фактично загальне поняття фізичного поля формується у свідомості учнів саме під час вивчення електричного поля.

У електростатиці мають справу з електричними полями, що створюються нерухомими зарядами. Такі поля, що не змінюються з часом, називаються електростатичні.Але, засвоївши поняття електростатичного поля, незабаром учні повинні опанувати поняття стаціонарного електричного, вихрового електричного та електромагнітного полів. Тому вже в електростатиці потрібно знайомити учнів із полями, які не є електростатичними.

Це необхідно ще й тому, що в реальній електростатиці ніколи не мають справи з зарядами, що не змінюються в часі. Справді, при електризації заряди поділяються і зростають, заряджені електрометри поступово розряджаються, заряди проходять провідниками і переміщаються разом із зарядженими тілами. Тому при вивченні електростатики необхідні початкові уявлення і про електричний струм, і про змінні електричні поля.

Але головне, у чому мають бути переконані учні, – це насправді існування електричного поля, яке створюється електричними зарядами і передає їхню взаємодію, і яке оточує всіх нас остільки, оскільки ми користуємося електрикою. Ця переконаність має спиратися на систему експериментальних доказів, а чи не на авторитет підручника чи вчителя.

4.1. Концепція електричного поля.Досвід показує, що заряджене тіло викликає тяжіння чи відштовхування іншого зарядженого тіла з відривом. Неупереджено аналізуючи цей та інші експерименти, навряд чи можна погодитися з дивним твердженням, що один заряд діє на інший безпосередньо через порожній простір. З цим не міг погодитися і великий експериментатор М.Фарадей, хоча багато теоретиків його часу, слідуючи І.Ньютону, були переконані у справедливості так званої теорії дальнодії.Фарадей вважав, що заряд породжує довкола себе особливий виглядматерії – електричне поле, - яке тягнеться до нескінченності і відрізняється від інших видів матерії тим, що здатне діяти на інший заряд.

Поняття електричного поля, подібно до поняття заряду, відноситься до основних, або фундаментальних, фізичних понять і не може бути визначено формально. Існування електричного поля підтверджується всією сукупністю експериментів електродинаміки – немає жодного досвіду, якому суперечила концепція електричного поля.

Можна поставити досліди, що наочно показують електричне поле, створене зарядами.

У плоску посудину, наповнену густою олією, введемо дві провідні кульки і насипаємо легкий сипучий непровідний порошок, наприклад манну крупу або дрібно настрижене волосся. На кульки подамо різні заряди.

При цьому спостерігатимемо, як спочатку хаотично орієнтовані частинки вишиковуються в лінії, що починаються на одному і закінчуються на іншому заряді. Таким чином, у кожній точці простору між двома зарядами є субстанція, якої не було за відсутності зарядів. Це є електричне поле. Частинки вишиковуються в лінії тому, що з боку електричного поля на них діють сили. Тому лінії між електродами, що позначають частинки, називаються силовими лініямиелектричне поле.

4.2. Енергія електричного поля.При електризації тертям, тиском або за допомогою електростатичної індукції різноіменні заряди виникають за рахунок механічної роботи. Отже, для створення електричного поля треба здійснити роботу. В електричному полі заряджені тіла починають переміщатися та повертатися. Отже, електричне поле здатне виконувати роботу. Таким чином, електричне поле має енергію.

При розряді заряджених тіл електричне поле зникає, і його енергія перетворюється на кінетичну енергію зарядів, що рухаються. У металах це електрони, у рідинах та газах – електрони та іони. Кінетична енергія зарядів перетворюється на інші види енергії. Наприклад, якщо при розряді виникає електрична іскра, то енергія електричного поля зрештою перетворюється на механічну (звук), теплову (нагрів), світлову (спалах).

4.3. Швидкість розповсюдження електричного поля.Довести існування електричного поля можна лише експериментально. Нехай два заряджені тіла розташовані на певній відстані один від одного. Зрушимо одне з них на невелику відстань. Тоді зміниться сила, що діє на друге тіло, і воно також переміститься на відповідну відстань. Якщо електричне поле реально існує, то переміщення другого тіла має відбутися через деякий час, протягом якого зміна поля поблизу першого тіла сягне другого.

Досліди із зарядженими тілами показують, що електрична дія одного зарядженого тіла на інше відбувається миттєво. Давайте вдумаємося у це твердження. Миттєво – значить миттєво, у той час часу. Тому проміжок часу між переміщенням першого заряду та відгуком на це переміщення другого заряду повинен дорівнювати нулю. Але жоден експеримент не дозволяє виміряти як завгодно малий проміжок часу. Отже, досліди щодо переміщення зарядів, на які ми посилалися, доводять лише те, що взаємодія відбувається за час, менший за чутливість використаних годинників або інших вимірювачів часу.

Якщо переміщувати заряд дуже швидко і впливати їм на заряд, який теж може рухатися з великою швидкістю, то, можливо, вдасться виміряти час поширення взаємодії між зарядами? Але як змусити заряд швидко рухатися? Зрозуміло, що намагатися використати механічне переміщення марно. Згадаймо, що при зближенні заряджених протилежними зарядами кульок між ними проскакує іскра та кульки розряджаються. Це означає, що заряд із одного з них переходить на інший. Рух заряду при цьому відбувається дуже швидко.

Скориставшись цим спостереженням, зберемо експериментальну установку, що складається з двох однакових пар стрижнів, що проводять, з розрядними проміжками між ними. Зарядимо металеві кульки однієї пари стрижнів зарядами + qі – qі почнемо їх зближувати. Як тільки між кульками проскочить іскра, з'являється маленька іскорка між кульками та у другому диполі! Звідси випливає, що швидкий рух зарядів в одній точці простору викликає відповідний рух зарядів в іншій точці.

Здавалося б, ми не впізнали нічого нового. Але це не так: заряди в експерименті, що обговорюється, рухаються настільки швидко, що вдається виміряти час, необхідний для поширення зміни електричного стану на деяку відстань. Такі вимірювання будуть виконані пізніше наприкінці вивчення електродинаміки. Зараз, забігаючи наперед, можна просто повідомити учнів, що вони дадуть значення швидкості передачі електричного стану. з= 3 108 м/с.

Таким чином, електричне поле реально існує тому, що, як показує експеримент, воно має енергію і його зміни поширюються в просторі з кінцевою швидкістю, рівної швидкостісвітла у вакуумі.

Цікаво, що описаний досвід першим поставив італійський фізик Л. Гальвані на зорі систематичного дослідження явищ електродинаміки. Щоправда, замість другого розрядного проміжку він використовував препаровану лапку жаби, що скорочувалася щоразу, коли проскакувала іскра між кульками першого розрядного проміжку. Приблизно через 100 років фактично ті ж досліди повторив німецький фізик Г.Герц. Але він уже мав розвинену теорію електродинамічних процесів, яку створив К.Максвелл, який спирався на «Експериментальні дослідження з електрики» М.Фарадея. Саме Герц першим експериментально довів, що обурення електричного поля поширюється у просторі як електромагнітної хвилі, і виміряв швидкість цього поширення, яка збіглася зі швидкістю світла у вакуумі.

4.4. Принцип суперпозиції електричних полів.Згідно з польовою концепцією, електричний заряд діє на інший заряд саме за допомогою електричного поля. Поле одного заряду діє іншою, а поле другого заряду діє перший. Так здійснюється взаємодія двох зарядів. При цьому самі поля не взаємодіють: поле першого заряду залишається таким самим, якби другого заряду не було. Електричні поля зарядів просто накладаються один на одного так, що результуюче поле є сумою складових полів. У цьому полягає суть принципу суперпозиції електричних полів(Від лат. superposition- Накладення).

Принцип суперпозиції треба розуміти так: електричне поле одного заряду не впливає на поля інших зарядів, а поля інших зарядів не впливають на поле даного заряду, тому результуюче електричне поле є простим накладенням, або сума електричних полів, створюваних усіма зарядами.

Дослідження 4.1. Точковий індикатор електростатичного поля

Інформація.Електростатичні поля зручно дослідити за допомогою індикаторів, що дозволяють оцінити напрямок та величину кулонівської сили у кожній точці поля. Найпростіший точковий індикатор є легким провідним тілом, підвішеним на нитці. Раніше для виготовлення легкої кульки рекомендували використовувати серцевину гілки бузини. В даний час бузину доцільно замінити пінопластом. Можливі інші рішення проблеми.

Завдання.Розробте конструкцію та виготовте найпростіший індикатор електростатичного поля. Експериментально визначте його чутливість.

Варіант виконання.З шматочка гуми від дитячої повітряної кулі видуйте гумову кульку 1 діаметром 1-2 см. Кулю прив'яжіть до білої шовкової або капронової нитки 2 , яку просмикніть через поліетиленову трубку 3 і затисніть дерев'яним кілочком 4 . Поверхню кульки натріть до характерного металевого блиску графітовим порошком від м'якого грифеля простого олівця.

Кульку зарядіть від потертої хутром ебонітової палички, п'єзоелектричного джерела або електрофорної машини. Введіть індикатор у поле сферичного заряду та за величиною чинної сили оцініть чутливість індикатора (див. дослідження 3.5).

Дослідження 4.2. Дослідження електростатичних полів

Завдання.Використовуючи точковий індикатор, досліджуйте електростатичні поля різних заряджених тіл.

Варіант виконання.З малюнка зрозуміло, як за допомогою точкового індикатора можна досліджувати поле електризованого тертям листа оргскла або пінопласту.

Аналогічним чином можна досліджувати поле зарядженої кулі електроскопа, зміна цього поля при заземленні корпусу приладу, поле двох заряджених різноіменно та однойменно куль, поле зарядженої металевої пластини тощо. Такі дослідження дають наочний образ електростатичних полів у різних ситуаціях.

Як приклад на малюнку показана послідовність виконання демонстрації екрануючої дії заземленого провідника.

Спочатку показують, що електричне поле існує з обох боків наелектризованого діелектрика (рис. а). Потім проміжок між зарядженим тілом і одним з індикаторів за ізолюючу ручку вносять великий металевий лист; при цьому індикатор показує, що електростатичне поле за листом не зникає (рис. б). Нарешті металевий лист заземлюють, і кулька індикатора негайно опадає (мал. в). Забравши заземлення екрана, показують, що електростатичне поле за ним відновлюється.

Дослідження 4.3. Дипольний індикатор електростатичного поля

Інформація.Можливі конструкції дипольного індикатора зрозумілі з малюнків унизу.

Основою індикатора є легка поліетиленова трубочка 1 з отвором посередині (можна взяти соломинку). Як осі обертання зручно використовувати канцелярську шпильку 2 , на яку одягнуті бусинки 3 , що виконують роль підшипників, та пінопластовий фіксатор 4 . Булавку кріплять або на підставці 5 , або наприкінці власника 6 . На рис. показана ще більш проста конструкція. У найпростішому випадку індикатор може бути смужкою паперу, зігнутою під кутом вздовж і встановлену на голку в центрі тяжіння.

Завдання.Виберіть найбільш доступну конструкцію, виготовте дипольні індикатори та з їх допомогою досліджуйте різні електростатичні поля. Поясніть, чому незаряджена трубка орієнтується в електричному полі.

Варіант виконання.Виготовивши кілька однотипних дипольних індикаторів, ви можете з їх допомогою візуалізувати поля, що вас цікавлять.

Учням буде цікава така робота за умови, що досліди з диполями виявляться не надто примхливими. А це може статися, якщо конструкція диполя не буде відпрацьована: дуже велике тертя на осі обертання змаже ефект від експериментів. Тому виготовлення дипольних індикаторів, при простоті, що здається, вимагає і старання, і ретельності.

Можливо, найкращий варіант застосування дипольного індикатора полягає у використанні для пояснення фізичної сутності візуалізації електричних полів дрібним діелектричним порошком.

Дослідження 4.4. Спектри електричних полів

Інформація.Діелектричні частинки в електричному полі позначають силові лінії і тим самим роблять поле видимим. візуалізуютьйого. Отримані при цьому картини електричних полів називаються спектрами.

Завдання.Поясніть метод візуалізації електростатичних полів діелектричним порошком так, щоб його суть стала зрозумілою учням. Отримайте та досліджуйте спектри різних електричних полів.

Варіант виконання.Для пояснення скористайтеся аналогією між окремою частинкою порошку та дипольним індикатором (див. дослідження 4.3). Досягніть розуміння учнями, чому частинки порошку вишиковуються в відокремлені один від одного силові лінії поля. Виконайте модельні експерименти з двома дипольними індикаторами, що підтверджують ваше пояснення.

Для шкільного фізичного кабінету промисловість випускає спеціальні прилади демонстрації спектрів електричних полів. Ці прилади являють собою нанесені електропровідною фарбою на платівки з оргскла електроди, на які встановлюється плоска кювета з рицинова олією зі зваженими частинками манної крупи. Прилади поміщають на конденсор кодоскопа, підключають електроди до високовольтного джерела і проектують візуалізоване поле на екран. Доцільно продемонструвати учням електричні поля різноіменно та однойменно заряджених тіл, зарядженої площини, двох різноіменно заряджених площин.

Візуалізовані картини електричних полів на екрані дуже красиві та інформативні, але сам демонстраційний досвід важко вважати бездоганним, оскільки в ньому одночасно використовуються прилади, в яких є мережна напруга 220 В та високовольтна напруга до 25 кВ.

Тому незрівнянно більше користі буде, якщо школярі самостійно виконають дослідження полів у домашніх умовах. Для цього в блюдце потрібно налити трохи олії і присипати його зверху манною крупою або дрібно настриженим волоссям. Потім помістити в масло металеві електроди необхідної форми і з'єднати з п'єзоелектричним джерелом. Натискаючи на важіль цього джерела, молоді дослідники побачать, як зважені в маслі частинки візуалізуватимуть досліджувані електричні поля.

В індивідуальних експериментах можна використовувати прозору пластмасову баночку з візуалізуючим поле складом, ставлячи її плоским дном на електроди, вирізані з товстої алюмінієвої фольги.

Дослідження 4.5. Побудова силових лінійелектричних полів

Інформація.Д.Максвелл запропонував простий спосіб побудови силових ліній складних електричних полів. Спершу викреслюють лінії для двох уже відомих полів. При їх перетині виходить сітка чотирикутних осередків, у яких одна діагональ пропорційна геометричній сумі напруженостей полів, а інша їх різниці. З'єднуючи відповідні кути осередків, одержують лінії напруженості сумарного поля у вигляді ламаних ліній. Можна зробити їх гладкими, або згладжуючи ламані, або зменшуючи розміри осередків, навіщо збільшують кількість вихідних ліній.

Завдання.Виготовте сітки електричних полів двох точкових зарядів. По цих сітках побудуйте силові лінії полів однакових зарядів.

Варіант виконання.Складіть комп'ютерну програму, що малює силові лінії точкових зарядів, що знаходяться на різних відстанях один від одного, і на принтері роздрукуйте зображення, що вийшло. Використовуючи принцип суперпозиції, ламаними кривими позначте силові лінії результуючих полів. Дайте теоретичне обґрунтування методу Максвелла побудови силових ліній.

Дослідження 4.6. Енергія електричного поля

Інформація.Зазвичай у дослідах електростатики для демонстрації взаємодії зарядів використовують легкі тіла. В результаті у учнів створюється відчуття, що електростатичне поле – це слабке поле, не здатне здійснювати значну роботу.

Проблема.Чи можлива демонстрація такого досвіду, який би розвіяв невірне відчуття слабкості електричного поля?

Завдання.Розробте і поставте простий демонстраційний досвід, який переконливо показує, що електричне поле має енергію і в принципі може виконувати значну роботу.

Варіант виконання.Як джерело електричного поля зручно використовувати електризований тертям вовняною рукавицею лист пінопласту розміром, наприклад, 4 20 40 см (див. дослідження 1.2). Дерев'яну дошку або брус довжиною до 5 м врівноважте на платформі, що легко обертається, в якості якої можна використовувати горизонтальний диск зі шкільного набору по обертанню. Можна взяти гладку опуклу опору, наприклад, велику сталеву кулю від підшипника, більярдну кулю тощо. До одного з кінців дошки наблизьте наелектризований аркуш пінопласту. При цьому учні побачать, як масивна дошка починає притягуватися до аркуша – електростатичне поле робить роботу!

Ще більше враження досвід справить, якщо дерев'яну дошку замінити масивною металевою трубою або профілем значних розмірів.

Електричним полем можна розкрутити предмет, що лежить на обертовій опорі, або повертати його на різні кути в той і інший бік. Важливо, щоб учні розібралися, яку частину роботи здійснює електричне поле, а яку демонстратор.

Дослідження 4.7. Високовольтне джерело напруги

Інформація.Учні ще не знайомі з поняттями потенціалу та різниці потенціалів, але вже настала потреба у використанні мережевого джерела високої напруги. Раніше промисловість випускала для шкіл високовольтний перетворювач "Розряд-1". В даний час його змінили кілька нових джерел високої напруги. Вони забезпечують отримання напруги, плавно регульованої в межах від 0 до 30 кВ, забезпечені аналоговим або цифровим вольтметром, високовольтним конденсатором, розрядником, з'єднувальними провідниками високовольтної ізоляції зі штекерами і т.д. Вихід цих приладів має три клеми, кожна з яких може бути заземлена. Тому високовольтні джерела можуть забезпечити здобуття рівних потенціалів протилежного знака щодо Землі.

Проблема.Як швидко і переконливо показати учням, що високовольтне джерело створює такі ж електростатичні поля, існування яких вони вже переконалися?

Завдання.Запропонуйте простий експеримент, що показує, що джерело високої напруги дає такі ж заряди, як і ті, які виходять при різних способах електризації.

Варіант виконання. На певній відстані один від одного розмістіть дві однакові металеві кулі та наелектризуйте їх так, щоб вони мали рівні за модулем та протилежні за знаком заряди. Введіть точковий індикатор в електричне поле (див. дослідження 4.1) і позначте його положення. Розрядіть кулі, замкнувши їх провідником. Двома провідниками в ізоляції підключіть кулі до висновків високовольтного джерела та поступово підвищуйте напругу на його виході. При цьому ви виявите, що точковий індикатор займає таке саме положення, як і на початку досвіду. Звідси випливає, що високовольтне джерело здатне створити таке ж електричне поле, як і поле, що виникає за будь-якого зі способів електризації тіл. Зрозуміло, можливі інші досліди, що доводять цей факт.

Дослідження 4.8. Розповсюдження електричного поля

Інформація.Принципово важливим є експериментальний доказ того факту, що електричне поле може поширюватися у просторі. У п. 4.3 показано, що для цього як джерело та індикатор електричного поля можуть бути використані два диполі, забезпечені парами провідних куль, між якими відбуваються електричні розряди. Розряд у приймальному диполі дуже слабкий і тому мало придатний для використання у навчальному експерименті.

Проблема.Чи не можна як індикатор електричного розряду в приймальному диполі використовувати неонову лампу (див. дослідження 1.4)?

Завдання.Розробте і поставте досвід, який переконливо показує, що електричне поле, що змінюється, дійсно поширюється в просторі.

Варіант виконання.При вивченні електростатики немає необхідності вводити поняття електромагнітної хвилі і демонструвати її поширення на скільки-небудь значну відстань. Досить показати учням, що зміни електричного поля поширюються на кілька десятків сантиметрів.

До виходу високовольтного джерела підключіть диполь - два однакові шматки алюмінієвого дроту в ізоляції, на звернених один до одного кінцях яких зроблені кільця. Довжина диполя некритична (від 05 до 10 м). Такий самий за розмірами диполь зміцніть на пластмасовій лінійці, розташувавши посередині нього будь-яку неонову лампу (наприклад, типу ВМН02).

При постановці досвіду увімкніть високовольтне джерело і підвищуйте напругу до тих пір, поки через розрядний проміжок довжиною кілька міліметрів випромінюючого диполя не будуть проскакувати іскри. Розташуйте приймальний диполь, що паралельно випромінює на відстані 20–100 см. У темряві ви побачите, що при кожному електричному розряді неонова лампа спалахує.

Досвід показує, що швидко (точніше, прискорено) заряд, що рухається, в випромінювальному диполі є джерелом змінного електричного поля, яке в просторі поширюється до приймального диполя і викликає в ньому рух зарядів, що і виявляється неоновою лампою.

Розгорніть приймальний диполь, що перпендикулярно випромінює. У цьому неонова лампа перестає світитися. Звідси випливає, що електричне поле поширюється у просторі отже не змінює своєї орієнтації.

Дослідження 4.9. Відмінність змінного електричного поля від електростатичного

Інформація.Ми знаємо, що з джерела змінного електричного поля у просторі поширюється електромагнітна хвиля. Однак учням доведеться дізнатися про це приблизно через рік. Проте вже зараз щодо електростатики доцільно домогтися розуміння, що змінне електричне поле істотно відрізняється від електростатичного. Для цього можна скористатися добре відомим фактом: електромагнітна хвиля практично повністю відбивається навіть від тонкого листа, що проводить, а електростатичне поле за таким листом може існувати.

Проблема.Як у простому демонстраційному експерименті порівняти властивості електростатичного та змінного електричного полів?

Завдання.Використовуючи наелектризоване тіло, алюмінієвий лист, електрометр, високовольтне джерело живлення, випромінюючий диполь і приймальний диполь з неоновою лампою, розробіть і поставте простий експеримент, що показує, що змінне електричне поле не проходить через лист, а постійне - проходить.

Варіант виконання.Піднесіть заряджене тіло до кулі електрометра, при цьому його стрілка відхилиться. Введіть дюралевий лист між зарядженим тілом і кулею електрометра, тримаючи його за ручку з ізолятора. При цьому стрілка електрометра дещо опаде, але все одно вказуватиме на присутність електростатичного поля. Поясніть це явище.

Тепер заземліть алюмінієвий лист, хоч би взявши його рукою, – стрілка електрометра негайно опаде. Це свідчить про те, що за заземленим алюмінієвим листом електростатичне поле відсутнє.

Досвід показує, що незаземлений металевий лист не перешкоджає проникненню через нього електростатичного поля (порівняйте з результатом дослідження 4.2).

Відтворіть установку дослідження 4.8, увімкніть високовольтне джерело і досягайте свічення неонової лампи в приймальному диполі при електричних розрядах у випромінювальному диполі. Введіть незаземлений аркуш дюралю в проміжок між випромінюючим та приймальним диполями – свічення лампи відразу зникає. Звідси випливає, що змінне електричне поле не може подолати металевий лист, навіть якщо він не заземлений.

Дослідження 4.10. Швидкість розповсюдження електричного поля

Інформація.Під час руху зарядів електричне поле поширюється у вільному просторі, а й вздовж провідників. Про це свідчать досліди щодо поділу зарядів у провідниках за рахунок електростатичної індукції.

Проблема.Як поставити навчальний експеримент, що наочно показує високу швидкість поширення електричного поля провідником?

Завдання.Розробте демонстраційну установку, що показує, що в принципі можна експериментально оцінити швидкість розповсюдження електричного поля вздовж провідника.

Варіант виконання.

Два електрометри 3 і 4 поставте поряд. До одного електрометра підключіть провід 2 довжиною близько метра. З другим електрометром з'єднайте ізольований провід 5 довжиною кілька десятків метрів (цей провід можна прокласти по всьому класу і навіть поза ним). До оголених кінців проводів наближайте наелектризований тертям лист пінопласту 1 . Ви виявите, що стрілки обох електрометрів у цьому випадку одночасно реагують на прихід електричного поля від пінопласту по дротах. 2 і 5 значно різної довжини.

Це свідчить про те, що швидкість поширення електричного поля є дуже великою і не може бути визначена в примітивних експериментах. Вимірювання, які будуть проведені пізніше, покажуть учням, що вона становить сотні тисяч кілометрів на секунду.

Запитання та завдання для самоконтролю

1. Яка оптимальна методика введення та формування поняття електричного поля?

2. Як довести, що електричне поле має енергію?

3. Чи потрібно в електростатиці розглядати швидкість розповсюдження електричного поля?

4. Сформулюйте принцип суперпозиції електричних полів.

5. Які індикатори електростатичного поля існують та як їх використовувати у навчальних дослідженнях полів?

6. У чому суть методу візуалізації електростатичних полів діелектричним порошком, зваженим у в'язкому маслі?

7. Що краще: демонстрація спектрів електростатичних полів чи спостереження їх у самостійному експерименті учнів?

8. У чому полягає суть методу Максвелла побудови силових ліній складних електричних полів?

9. Як показати, що електричне поле дійсно поширюється у просторі?

10. У чому суть досвіду, що показує виключно велику швидкістьпоширення електричного поля вздовж провідника?

Література

Пєсін А.І., Решетняк В.Г.Нові прийоми демонстрації електричного поля. - Фізика в школі, 1986 № 6, с. 67-70.

Пєсін А.І., Свистун А.Ю., Валієв Б.М.Модельний експеримент для вивчення електростатичного поля у шкільному курсі фізики. - Навчальна фізика, 1999 № 2, с. 19–28.

Проказів А.В.Пінопласт у дослідах з електростатики. - Навчальна фізика, 2001 № 3, с. 4–10.

Сабірзянов А.А.Побудова силових ліній електричних полів. - Навчальна фізика, 2004 № 5, с. 27–28.

Шилов В.Ф. Фізичні приладиіз кулькової ручки. - Навчальна фізика, 2000 № 3, с. 4–7.

– є поодинока напруженість електричного поля провідника (квант напруженості), який за фізичною суттю є відношенням поздовжньої сили електрино до його заряду.

- Гіромагнітна постійна електрино.

відрізняється від швидкості світла лише на 3,40299%, але відрізняється. Для техніки минулого століття ця відмінність була невловимою, тому як електродинамічної постійної прийняли . Однак, через 4 роки після публікації своєї знаменитої статті з електродинаміки, в 1868, Дж. Максвелл засумнівався в цьому і за участю асистента Хоукіна переміряв її значення. Результат , який відрізняється від істинної постійної електродинамічної всього на 0,66885%, залишився ніким незрозумілим, у тому числі і самим автором.

Орбіти електрино в поперечному осі провідника перерізі розташовані одна над іншою, утворюючи пакет електрино вихор або один електрино вихор. Зовнішні та внутрішні електрино в пакеті рухаються з однаковою поздовжньою швидкістю.

Кожна частка розвиває напругу;

(- Електрична постійна), а їх сукупність у пакеті - напруга лінії. Квант магнітного потоку є відношенням напруги одного електрино до його кругової частоти.

Звідси напруга лінії.

Магнітний потік провідника.

– квант поздовжнього усунення напруги.

Магнітна індукція є щільність магнітного потоку, віднесена до перерізу елементарної траєкторії вихору

; .

- крок вихору; відстань між пакетами; відстань між орбітами – тобто відстань між частинками – електрино.

Максимальна індукція – при щільно стиснених електрино, коли – діаметру електрино,

технічно ніколи не можна досягти, але є орієнтиром, наприклад, для Токамака. Недосяжність пояснюється сильним взаємним відштовхуванням електрино за її зближення: так, при механічне напруга в магнітному потоці становитиме , до якого стиснути магнітний потік нині не під силу.

Напруженість магнітного поляє відношення кільцевого струму до міжорбітальної відстані пакеті.

Якщо частота проходження електрино вздовж провідника через даний переріз при одиничному струмі, то . Число частинок електрино, що приймаються за одиницю часу, буде (Постійна Франкліна). Тоді: одиниця струму визначається кроковим перенесенням сукупності електрино, що дорівнює числу Франкліна. Також і: одиниця кількості електрики визначається кроковим перенесенням сукупності електрино, що дорівнює числу Франкліна.

Якщо по паралельним провідникам струм тече в одному напрямку, то зовнішні вихрові поля системи з 2-х провідників зливаються, утворюючи загальний вихор, що охоплює обидва провідники, а між провідниками через зустрічний напрямок вихорів щільність магнітного потоку зменшується, викликаючи зниження позитивної напруги поля. Підсумком різниці напруг є зближення провідників. При зустрічному струмі щільність магнітного потоку та напруженість зростає між провідниками, і вони взаємно відштовхуються, але не один від одного, а від міжпровідникового простору, більш насиченого енергією полів вихрових.

Для струму провідна роль провідниках належить атомам поверхневого шару. Розглянемо алюмінієвий провідник. Його особливістю є оксидна плівка. І фізики, і хіміки цю молекулу вважають електронейтральною на тій підставі, що атоми алюмінію та кисню взаємно компенсують валентність один одного. Якби це було так, то алюміній не міг би проводити електрику, а він проводить, і проводить добре, значить має надлишковий негативний заряд.

Аналіз показує, що атом містить один надлишковий електрон при дефіциті електрино, що зумовлює значний надлишковий заряд негативного знака:

де - недостатнє число електрино в атомі алюмінію;

– атомна маса,

Атомна кількість алюмінію.

Кожні дві молекули містить 3 електрони зв'язку.

Нижній радіус надпровідникової частини вихору можна приймати рівним половині міжатомної відстані – періоду решітки електропровідного матеріалу:

(- Маса атома; - Його щільність).

Кругова частота вихору також визначається через:

Тут: - Секторальна швидкість для ;

- Радіус провідника;

- Електростатична постійна.

Аналогічно закону Ома запишемо.

З видно, що населення однієї орбіти частками – електрино, наступними нею слід у слід;

Проілюструємо розрахунок параметрів для алюмінієвого провідника (радіус) з постійним струмомпри напрузі.

Секторіальна швидкість

Кругова частота вихору ()

Поздовжня частота електрино

Напруга, що розвивається однією траєкторією електрино:

Крок вихрового пакету

Кільцевий струм одного електриного пакету

Повна кількість електрино у вихровому пакеті

Населення орбіти частинками – електрино

Число орбіт вихрового пакета

Напруга лінії, що розвивається одним пакетом – елементом вихору:

Струм лінії

(або).

Потужність лінії

(або )

Товщина вихору

Зовнішній радіус вихору

Поздовжня складова магнітного поля провідника

Індукція лінії

де - магнітна постійна;

- Відносна магнітна проникність.

Нормальна складова вихрового магнітного поля провідника:

Як видно, електричний струмта магнітне поле є властивостями вихрового електричного поля.

Початком деструкції лінії електропередачі є поява коронного світіння. При наближенні механічної напруги вихору до значення модуля Юнга провідника амплітуда коливання зовнішніх атомів зростає до критичного значення, при досягненні якого починається вивільнення з них надлишкових електронів, які відразу звертаються в електрони-генератори і приступають до ФПВР, що супроводжується випромінюванням світла у видимій області. В основі коронного свічення провідника і свічення нитки лампи розжарювання лежить одне й те саме явище – ФПВР, що запускається зіткнувальною взаємодією вихору з атомами нитки та провідника.

Питомий опір провідника визначається його параметрами: періодом решітки та діаметром глобули:

Ширина міжатомного каналу.

Це підтверджується розрахунком по фотографії золота, що збігається з фактично значенням. Частина електрино розсіюється під час зіткнень з атомами провідника, що визначає ККД лінії електропередачі. ККД пропорційний температурі: .

Це досягається при надпровідності, але повної надпровідності може бути через розсіяння електрино. Надпровідність пояснюється стрибкоподібним зменшенням нульового коливання атомів (у 85 разів для) і перебудовою кристалічних ґрат (у 4 рази збільшується міжатомний канал), тому питомий опір зменшується на 5 порядків. Незагасаючий струм надпровідності пояснюється магнітним полем Землі. Оскільки опір все ж таки більше нуля, то без магнітного поля Землі струм загасає.

Дещо екзотичною ілюстрацією електричного струму є випромінювання лазера, хоча його випромінювання вважають оптичним. Наприклад, в неодимовому лазері з енергією імпульсу і тривалістю , протяжність імпульсу;

число вихрових пакетів на імпульсі;

число орбіт вихрового пакета;

структурний опір променя ;

населення однієї орбіти (~на 3 порядки більше, ніж у ). Ці розрахунки виконані за нової теоріїбез протиріч із фактами. Що ж відбувається у лазері?

Промені світла в активному елементі багаторазово відбиваються, що призводить до повної деструкції білого променя світла. Утворюється велика кількість електрино, що увійшли з променем фотонами. Одночасно частина осьових полів елементарних променів після багаторазового відображення формує об'єднане осьове поле резонатора і через вихідне дзеркало йде в простір з нескінченною швидкістю. Вільні електрино прямують до осьового негативного поля. На початку навколо осьового поля вони рухаються безладно; потім набувають обертання в один бік, і формується нормальний вихор. Факт складання модулів однойменних електричних полів підтверджується сумарним зарядом осьового поля лазера цієї установки. Як видно - лазерне випромінювання - це електричний струм по ідеальному надпровіднику - електронному променю. Але є ще кілька прикладів, що відрізняють лазерне проміння від світлового. Так, швидкість поширення лазерного променя світловодом є зворотною функцією частоти, тобто високочастотний промінь світловодом поширюється з меншою швидкістю, ніж низькочастотний; для природного світла картина обернена.

Лазерний промінь, як і дротяний струм, легко модулюється; світловий – ні. Лазерний промінь поширюється зі швидкістю електричного струму ; світловий зі своєю швидкістю (фіолетовий) .

ККД традиційних лазерів ніколи не буде високим через багатоетапність процесу і втрат: спочатку потрібно видобути світло, потім його зруйнувати, потім з уламків зібрати осьове електронне поле і нанизати на нього залишки фотонів. Пропонується електричний струм з металевого провідника переводити відразу на надпровідний провідник - осьове електронне поле, яке створюється яким-небудь приладом, наприклад, магнетроном. Тоді ККД лазера буде не менше ніж 90%. Оскільки вихор електрино легко проходить туди і назад (металевий провідник осьове електронне поле), то можна здійснити, наприклад, бездротову лінію електропередачі та інші установки, що використовують цю властивість, у тому числі, електрогенератори з ФПВР, які збуджуються електричним розрядом, хімічною реакцією, горінням, електронним пучком тощо.

Кінець роботи -

Ця тема належить розділу:

Андрєєв Є. ОСНОВИ ПРИРОДНИЧОЇ ЕНЕРГЕТИКИ

На сайті сайт читайте: "Андрєєв Є. ОСНОВИ ПРИРОДНИЧОЇ ЕНЕРГЕТИКИ"

Якщо Вам потрібний додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:

Що робитимемо з отриманим матеріалом:

Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:

Всі теми цього розділу:

ЕНЕРГЕТИКИ
Санкт-Петербург ББК 31.15 Е 86 Андрєєв Є.І. Основи єстві

АКУМУЛЬОВАНА ЕНЕРГІЯ
Основні положення концепції природної енергетики 1. Встановлено процеси виділення надлишкової енергії внаслідок часткового ядерного розпаду

Осцилятори газу
Оскільки атоми (молекули) перебувають у частотному електродинамічному взаємодії друг з одним, вони називаються загальним поняттям"осцилятор". Індивідуальний простір осцилятора,

Природа постійної Авогадро та одиниці маси в системі СІ
Число Авогадро нейтронів /

Температура та вакуум
Температурою абсолютного вакууму вважають Т = 0 К. В даний час досягнуто температури 2,65 · 10-3 ... ... 2,5 · 10-4 К і можливості не вичерпані. Але абсолютного нув

Термодинаміка
У природі немає замкнутих термодинамічних систем. Термодинамічні процеси неодмінно супроводжуються фазовими переходами речовини, оскільки навіть у гелію – найінертнішого з газів – мають

Фазовий перехід вищого роду (ФПВР)
Енергія нейтрону може бути виражена через електростатичні потенціали електрино та електрона:

Природне світло
Осью монопроменя, наприклад, фіолетового світла є негативний електронний промінь електрона – генератора. Його пульсуюче електронне поле збігається із віссю променя світла. Промінь світла складається з монопромена

Будова твердого тіла
Корінною відмінністю від традиційного точкового уявлення вузла кристалічної решітки, який займає атом, є об'ємне уявлення, що полягає в тому, що у вузлі розташована глобула

Рідини та пари
У класичній фізиці немає різниці між парою і газом. Відмінність їх полягає в тому, що осцилятору газу властиві три форми руху: частотно-вагальний і блукаючий (

Електричний струм. Лазер
Визначення струму: електричний струм є впорядкованим вихровим рухом електрино навколо провідника, в якому траєкторія кожного електрино представлена гвинтовою лінією із заходом в тіло.

Електричний акумулятор
Електричний, наприклад, свинцевий акумулятор є таким пристроєм, в якому ФПВР збуджується хімічною реакцією. У пристінному шарі свинцевої пластини-анода, що має відрі.

Будова атома
Атом складається з нейтронів із злегка розбалансованими зарядами. Нейтрон описаний вище §2. Протонів немає, як і орбітальних електронів, тому порядковий номерелемента не несе смисловий нагр

Валентність елементів
I група II період Елементи Валентність Елементи Валентність Li - 1,1

Маленький епілог
На дуже важке та важливе питання: звідки енергія? – тепер, як видно, можна дати однозначну відповідь: енергія – з речовини, яка, в принципі, є акумулятором енергії. При цьому енер

Трохи передісторії
Задовго до книжки Д.Х. Базієва /3/ були відомі випадки, коли енергія вибуху перевершувала розрахункову чи теоретично можливу. Насамперед це стосувалося вибухів запиленого повітря

Структура та механізм розпаду молекул азоту
Відомо, що молекули азоту розпадаються на атоми або з ними відбуваються деякі перетворення, наприклад, N2 CO /14/, при підведенні до них енергії. Це може бути: н

Баланс продуктів азотної реакції
Як відомо, об'ємні частки азоту та кисню в повітрі становлять, відповідно, 0,79 та 0,21. Знаючи щільність азоту

Теплота азотної реакції
Оскільки нам невідомі дефекти маси продуктів азотної реакції, у першому наближенні можемо визначити теплоту реакції з теплотворної здатності водню

У чистому повітрі джерелом плазми, як стану іонізованої речовини, і електронів є саме повітря, що становлять його іони та молекули в основному азоту та кисню. У попередньому матеріалі д

Хімічні реакції
Загальновідомим прикладом хімічної реакції для створення плазми є горіння органічного палива, описане /3/. І хоча ця реакція є також щадною ядерною (маса атома кисню умінь

Електричний розряд
Відповідно до теорії Д.Х.Базієва /4/ електричний розряд - є електричний струм, який, за аналогією з електронною провідністю в провідниках, йде завдяки іонній провідності в плазмі р

Лазерне випромінювання
Як зазначено в лазерному випромінюванні є концентрований електричний струм навколо природного надпровідника - електронного променя. Концентрація енергії в лазерному промені на 4 порядки вище концен

Оцінка енергії, ініційованого лазером вибуху атмосферного повітря
1. Реакція вибуху. Компоненти Продукти Повітря Реакції 1)

Електромагнітний імпульс
Електромагнітний імпульс широко застосовується для перетворення речовини та отримання плазми, у тому числі високотемпературної, для термоядерного «синтезу». Нова інтерпретація – електромагнітний імп

Стоячі хвилі тиску
У будь-якому обсязі при звукових коливанняхповітря створюється система перехресних хвиль, які за регулярного впливу є стоячими. Активована в пучності (при підвищеному тиску) молок

Мікроввибухи, кавітація
Дрібнопорошкові добавки в суміші з повітрям при ініціювання азотної реакції, наприклад, за допомогою звичайного вибухового займання паливо-повітряної суміші, можуть стати центрами мікровибухів (азотно

Каталізатори
Каталізатори, як правило, суттєво зменшують енергію активації – активаційний бар'єр першої ланки ланцюгової реакції порівняно з активаційним бар'єром прямої реакції. Це сприяє проведенню

Механізм каталізу
Нині механізм каталізу невідомий. Дія каталізатора традиційно пояснюють утворенням у його присутності ланцюгової реакції та відповідним зниженням енергії активації на першому зв.

Азотний термодинамічний цикл роботи двигунів внутрішнього згоряння
Двигуни внутрішнього згоряння(ДВЗ) є найбільш масовими енергосиловими установками. Тому здається природним, що саме в ДВС вперше було отримано режими роботи, які відповідають азоту.

Вуглець у двигунах внутрішнього згоряння
В умовах ядерної реакції часткового розпаду азоту повітря, як зазначено вище, у циліндрі двигуна утворюється дрібнодисперсний атомарний вуглець С12. Будучи зваженим в обсязі газової з

Кавітація як збудник ядерної реакції
У попередньому розділі розглянули процеси та установки, що працюють на природному ядерному паливі – повітрі. Іншим природним ядерним паливом є вода. Механізм енерговиділення у воді – ФПВР

Вихрові теплогенератори
У вихровому теплогенераторі /21/ вода подається потужним струменем по дотичній до труби. На осі обертання, як відомо, прискорення прагне нескінченності, і неминучий розрив суцільності рідкого середовища,

Дискові ультразвукові теплогенератори
У теплогенераторі Кладова А.Ф. /19/ рідина дроселюється між двома перфорованими дисками, що зустрічно обертаються (за типом сирени). Вода або інша рідина дроселюється з утворенням кавіту

Віброрезонансні установки
У віброрезонансних установках немає струменів, і немає витрат енергії на розгін струменя, тому вони повинні бути ефективнішими за описані вище установки. Розглянемо коливальні процеси, які відбуваються

Електрогідравлічні установки
Електрогідравлічні установки умовно можна поділити на два типи: 1 – установки із електричним струмом; 2 – установки із електричним розрядом. Найпростішими є установки електролізу води,

Електричні генератори
6.1. Процеси взаємодії елементарних частинок у провіднику при генерації електричного струму Електрика – один із найзручніших для використання людиною видо

Електричні заряди та їх взаємодія
У класичній фізиці та нетрадиційній фізиці (за рідкісним винятком) вважається, що заряд – це властива тілу властивість, яка проявляється при притягуванні різноіменно заряджених та відштовхуванні про

Фізична природа гравітації
Мабуть, найбільш дрібними, первинними, вихорами праматерії є так звані гравітони

Система основних частинок матерії
Наведемо зведений перелік описаних вище стійких утворень, що становлять основу мікросвіту, а також їхню одиничну масу або її порядок: 4.1. Субчастиці, сукупність яких є

Особливості фазових переходів речовини
Фазові переходи - це перетворення речовини з одного стану (фази) в інший. Найчастіше візуально спостерігається фазовий перехід - це випаровування рідини та конденсація пари.

Закономірності дискретних процесів
Процеси в реальному мікро- та макросвіті представляють сукупність одиничних актів взаємодії окремих частинок та тіл; тобто реальні процеси– дискретні. У той же час, класична фізика з

Форма атомів та склад періодичної системи хімічних елементів
Скажімо відразу: склад стійких ізотопів періодичної системи хімічних елементівобумовлений, зрештою, овалоидной формою атомів. Хтось бачив квадратну ягоду, наприклад, арб

Уявлення про магнітний потік.
Вихори електрино є довкола будь-якого атома, що має негативний заряд. Однак феритами або магнетиками можуть бути тільки ті речовини, які мають тунельні (коридорні) кристалічні грати

Енергообмін між атомами, молекулами, тілами та зовнішнім середовищем за допомогою динамічного заряду
У речовині заряд буває статичний та динамічний. Статичний заряд, позитивний і негативний, дають структурні елементарні частинки (електрони та електрино), які утворюють речовину та її

Фізичний механізм резонансу.
У назві – центральне питання для розуміння суті резонансу, яке обійдено у традиційній фізиці та у численних нетрадиційних теоріях, що включають слова про обмін резонуючим тілом енергією

Алгоритм енергообміну в коливальних системах
Послідовність та найменування процесів Макросистема: гроза в атмосфері Мікросистема: кавітація в рідині Наносистема: коливання твердих т

Принципи класифікації енергоустановок. Класи, підкласи, групи, підгрупи.
Клас - визначається за основним процесом і видом вихідної (споживаної) енергії. Підклас – визначається за характерними рисами та прийнятими (звичними) найменуваннями.

Термічні енергоустановки.
До цього класу входять усі традиційні енергоустановки на органічному паливі, ядерні, водневі та нові установки природної енергетики. До традиційних відносяться: двигуни внутрішнього

Електромагнітні енергоустановки.
У традиційних електричних машинах(Електродвигуни та генератори електричної енергії) використовуються електромагнітні системи, в яких механічна енергіяприводу перетворюється на електричну

Теплові коріолісові двигуни.
Відомий проект ротативного двигуна Чернишова І.Д. /12/. Двигун є ротором у вигляді диска, встановленого на валу. На периферії диска за допомогою кільця закріплені камери згоряння

Магнітні коріолісові двигуни.
Оскільки постійний магніт є природним вічним двигуном, що створює циркулюючий по ньому магнітний потік - потік елементарних частинок - електрино, то є принципова можливість

Віброрезонансні енергоустановки.
Найбільше інформації пов'язані з машинами безопорного руху – інерцоїдами (Толчин, Савелькаєв, Маринов та інші). Теорія зводиться до переходу енергії з довкілля до віброрезоніру

Енергетика вибухів.
10.1. Безпека палива – енергетичні процеси. Безпека передбачає захист від очікуваного вибуху, від несподіваного вибуху та від вибуху нерозрахункової надлишкової потужності

Механізм горіння палива.
У класичній термодинаміці та термохімії питання про джерело енергії при горінні органічного палива навіть не порушується. Теплотворна здатність приймається як само собою зрозуміле, дане

Роль палива у процесі горіння.
Звичайне горіння. У повітрі одну молекулу кисню припадає приблизно 4 молекули азоту. При розпаді молекули кисню на два атоми звільняється один електрон зв'язку, який стає

Тверді вибухові речовини (ВР).
У твердій речовині, в тому числі, у вибуховій речовині (ВВ), в результаті ініціювання від детонатора спочатку в малому обсязі речовини утворюється локальна зона з високими парамет

Рідкі вибухові речовини.
У рідкому речовині практично здійснюється той самий процес локальних мікровибухів, що у твердому речовині. Специфічним є те, що різкими коливаннями і скиданням тиску, розгоном і зростанням.

Ядерний вибух.
Розглянемо ФПВР урану /2/. Чому уран-238 не придатний для ядерного пального? Традиційна відповідь: «бо коефіцієнт розмноження менше одиниці не забезпечує реакцію виділення» – не пояснюється

Термоядерний вибух.
Отже, у водневій бомбі при термоядерному вибуху вигоряє 100% суміші дейтерію та тритію. Але в ній, як і у всіх енергетичних процесах, йде їхнє розщеплення, а не синтез гелію. Саме тому ні

Лазерний вибух.
Поряд із детонуючим впливом лазерне випромінювання є потужним засобом ініціювання вибуху. Це високої концентрацією енергії в лазерному промені. Тому у фокусі променя відбуваються

Повітряний вибух.
Як видно з наведених вище прикладів повітряні вибухи можуть відбутися раптово за наявності плазми та електронів у достатній кількості. Якщо стан роздробленості повітря не повний і азот не

Небезпека пароводяних та водневих вибухів.
В результаті ядерної реакції часткового розпаду азоту та кисню повітря утворюється переважно водяна пара. Можливо, у деяких випадках природним ядерним паливом може бути повітря, а

Особливості вибухів природних вибухових речовин та вражаючі фактори.
В результаті наведеного аналізу встановлено наступне: 1. Виявлено ядерні реакції часткового розпаду речовин на елементарні частки з виділенням енергії їхнього зв'язку в атомах. 2

Небезпека електромагнітних випромінювань.
У останніх сучасних публікаціях /50/ люди, які спеціально займаються цим питанням пишуть, що на сьогоднішній день фізичний механізм дії електромагнітних випромінювань, зокрема,

Логіка та алгоритм початку світобудови.
Наявність нерівномірності в первинній матерії та коріолісового прискорення призводять до виникнення вихору – тора. Для частинок праматерії немає інших сил взаємодії, крім механічних («підштовхування»),

Рівновага енергообміну в людині.
Носієм енергії та інформації є дрібна позитивно заряджена елементарна частка– електрино, кількість яких на заряд одного електрона становить понад 100 мільйонів штук (10)

Зберігання інформації.
Інформація зберігається у пам'яті людини. Оперативна та короткострокова інформація зберігається в мозку. Середньострокова (підсвідомість) зберігається у підкорці. Довгострокова інформація зберігається у генах. Всі види та

Отримання інформації.
Саму довгострокову інформацію людина отримує при народженні від батьків. Основу її становлять інстинкти та рефлекси. Іншу інформацію людина отримує від інших людей та навколишнього світу в результаті

Кожна людина сама собі бог.
Інформація у пам'яті людини руйнується під впливом різних, зокрема, телепатичних, впливів; і вмирає разом із людиною. Що людина передала за життя нащадкам, іншим людям, те й

Основні етапи розробки.
Перший етап /2/ – 1980... 1994 рр.: створено теоретичні основинової гіперчастотної фізики Другий етап – 1996...2000рр.: розроблено концепцію природної енергетики як рішення палив

Налаштування природної енергетики.
13.2.1. Двигуни внутрішнього та зовнішнього згоряння (ДВЗ). Карбюраторні, ежекторні та дизельні ДВС, двигуни Стірлінга та двигуни інших типів можуть бути перекладені

Котельні установки.
Пальники та камери згоряння котлоагрегатів на теплоелектростанціях та опалювальних котельнях також можуть бути переобладнані на повітряний безпаливний цикл як ДВС та ГДУ. Тисячі котелень пе

Енергетична перспектива.
Порівняно з традиційною енергетикою на органічному паливі та ядерною енергетикою, перспективу має природна енергетика, яка використовує повітря та воду як створені природою. акумулятори ЕНЕ

Від усвідомлення теорії до достатку енергії
Два види енергії - акумульована /1/ і вільна /2/ - розглядаються як невичерпне джерело екологічно чистої, відновлюваної в природних умовах природної енергії, створеної

Звичайне горіння
1. При звичайному горінні, наприклад, вуглецю 12С, вуглецеві ланцюжки палива руйнуються на окремі елементи так, що на кожен атом вуглецю припадає по одному електрону їх зв'язку,

Природа надпровідності
Надпровідники можуть працювати та працюють при звичайних температурах. Сучасні уявлення /1/ про фізичні процеси дозволяють краще зрозуміти природу надпровідності і отримати практично

Структура перших хімічних елементів таблиці Менделєєва
Вище була дана інформація про те, що атоми хімічних елементів є формою точно сферичними, починаючи з 12С вуглецю, або овальноїдними. Природно, що атоми менше вуглецю

Двигуни транспортних засобів
Історично одними з перших були розроблені різного типу інерцоїди як засоби безперечного руху. Вони рухалися, повзали, їздили, але не літали. Чому? Автори, назвавши їх безопорними

Магнітні електроустановки
Все, про що писали вище про магніти, можна здійснити на основі резонансу і атомного приводу. На відміну від механічного, електричного приводів та відсутності резонансу, ефективність пристроїв з р

Каталізатори з резонансом
Каталіз - по-грецьки - "руйнування". Каталізатори руйнують великі молекули на дрібні фрагменти, ніж забезпечують легше проведення хімічних реакцій, у тому числі енергетичних – таких,

Кульові блискавки
Будучи осколками прямої блискавки або спеціально створені, вони згортаються у сферу (аналог краплі) з тих самих причин рівномірного впливу з усіх боків. Кульові блискавки так само світяться, як віч

Фізичний механізм фазових переходів
Найбільш звичними процесами фазових переходів для нас є конденсація та випаровування води як найпоширенішої речовини. Однак до фазових переходів відноситься також - освіта речі

Природа радіоактивності
Метали з великою атомною масою, що мають великі вихори електрино навколо кожного атома, неминуче через нерівномірність руху та концентрації поповнюють вихори сусідніх атомів, нейтралізуючи їх зоря

Відпал металів та магнетизм
При відпалюванні (нагріванні) будь-якої речовини збільшується частота коливань атомів. Негативно заряджені атоми, що мають навколо себе вихори електрино, скидають їх за рахунок відцентрових, що збільшилися.

Концентратори магнітного потоку
Іноді збільшення сили тяжіння полюсів магнітів чи збільшення магнітної індукції в зазорі між полюсами застосовують концентратори магнітного потоку. Поширеним концентратором є

Єдність та можливість посилення магнітної та каталітичної обробки речовин
Каталіз - руйнація (грецькою) великих об'єктів (молекули, атоми ...) на дрібніші фрагменти, чого не розуміє сучасна наука про каталіз і тому замість чіткого фізичного механізму дає ф

Вибір матеріалів та розробка конструкції оптимізатора для обробки повітря
Опускаючи опис етапів пошуку ініціюючих впливів, скажімо, що, зрештою, зупинилися на магнітному і каталітичному вплив як найбільш зручному, доступному і достатньому для доцільності.

Налаштування карбюратора
Мене, як не автолюбителя, не знайомого з пристроєм карбюратора, здивувала його примітивність та складність. Фактично в одному загальному карбюраторі об'єднано до 9-ти приватних карбюраторів (на кожен реж.

Регулювання запалювання
Тут ми підійшли до внутрішньоциліндрової обробки повітря для безпаливного горіння. Звичайно, лазер вирішив би все: і до- і внутрішньоциліндрову обробку, оскільки забезпечує вибух повітря, але підходящих

Пуск, прогрів та холостий хід
Необхідність відсутності палива при автотермічному режимі горіння повітря в камерах згоряння автомобільних циліндрів карбюраторного двигунавимагає налаштування на гранично бідну суміш при пуску

Перехідні режими, перегазування
Якщо думаєте, що на цих режимах немає несподіванок, то марно. Є. Ув'язування в карбюраторі відразу всіх 8 ... 9 основних і відповідного числа перехідних режимів призводить до того, що ес

Сезонні особливості
Сезонні особливості експлуатації автомобільних двигунів та їх налаштування на автотермічний безпаливний режим роботи відносяться, перш за все, до пуску та прогріву. Спочатку сам факт: налаштований на

Амфібії та бездорожники на основі вихрових рушіїв.
Короткі коментарі до (далеко не повного) переліку напрямів природної енергетики. Звичайно, у всіх напрямках основним є відсутність споживання органічного або ядерного.

Соціальні аспекти енергетики
У світі велика кількість окремих вчених, інженерів, фахівців різних галузей, винахідників, практиків, дрібних і великих підприємств та організацій локально вирішують тактичні завдання

Опис винаходів
16.1. Спосіб підготовки паливно-повітряної суміші та пристрій для його здійснення Заявка 2002124485 від 06.09.2002 F 02 M 27/00

Пристрій для обробки повітря паливно-повітряної суміші
Заявка 2002124489 від 06.09.2002 F 02 M 27/00 (Отриманий патент РФ №2229620) Винахід відноситься до енергетики, теплосилових установок і двигунів, в тому числі,

Спосіб підвищення енергії робочого середовища для отримання корисної роботи
Патент № 2179649 від 25.07.2000 р. F 02 G 1/02, F 02 M 27/04 Винахід відноситься до енергетики, силових установок і двигунів, що працюють на гарячих газах, і енергоустановкам,

ГОРІННЯ
1. Природні процеси безпаливної енергетики У традиційній енергетиці застосовують органічне та ядерне паливо у процесах розщеплення, а також таке відновлення

Фізичний механізм енергообміну
Відомо, що немає монотонних процесів, а є тільки коливальні процеси. Основною причиною коливань середовища та параметрів обмінних процесів є замикання, екранування, менший потенціал

Секрети Тесла
Тесла відомий як один із перших новаторів – дослідників, які отримували енергію навколишнього середовища (вільну енергію) успішно та у великих кількостях. Про свої дослідження Тесла публікував відкриті з

Електричні трансформатори
Описаний вище принцип роботи трансформатора (Тесла) з використанням енергії навколишнього середовища у вигляді імпульсного високочастотного перетікання електрино підходить також для звичайних промислових трансфо

Електричні двигуни
При включенні в електромережу електродвигуна (індуктивність) та спеціально підібраних конденсаторів (ємність) Мельниченка /15/ вдавалося отримати у 10…15 разів велику потужністьна валу двигуна, ніж

Електрогенератори на постійних магнітах
Ряд магнітних електрогенераторів (МЕГ) були описані в /2/: генератори Серла, Рощина-Година, Флойда. Усі вони видавали надмірну енергію, а й працювали автономно. Є можливість пізн

Алгоритм розгону звукової хвилі
1. Відстань критичного (нормального) зближення осцилятора газу (повітря) із сусідами, зокрема, і зі стінкою (торцем стрижня – генератора звуку):

Ефект порожнинних структур
Стаття В.С. Гребеннікова, опублікована близько 1980 року про те, як він літав над Новосибірськом, справила тоді велике враження, особливо, докладним описомвідчуттів та подій аж до дрібниці

Надплинність
Надплинністю повинна володіти рідина, позбавлена механічної взаємодії її частин шляхом тертя і в'язкості (за традиційною теорією), а також будь-якого іншого, зокрема, електричного

ГОРІННЯ ПОВІТРЯ
8. Резюме. Оптимізація процесів горіння Традиційно вважають, що горить паливо. Воно наділено понад цією властивістю – теплотворною здатністю. По ній роблять ра

Процеси з повітрям та киснем
Розглянемо випадки спалаху чи вибуху без присутності палива. Таких випадків набирається досить багато: 1. Вибух повітря у фокусі лазерного променя; 2. Вибух чистого кисню

Процеси з паливом
Розглянемо, наприклад, метан СН4. Традиційне структурне зображення молекули метану містить чотири поодинокі ординарні зв'язки атома вуглецю з атомами водню: Н |

Межі горючості повітря
Розглянемо спочатку звичайне горіння повітря у суміші з паливом. При імпульсному розпиленні палива в повітрі у вигляді аерозолю найпростішим ініціюючим впливом, що забезпечує запалення та горіння

Адресне мікродозування палива
Мета – полегшення займання в циліндрі двс за мінімальної витрати палива. При безпаливному режимі паливо потрібне в основному для полегшення займання переобідненої суміші: тоді

Першочергові заходи для ДВС
Незважаючи на те, що використання палива в малій кількості полегшує роботу двигуна в безпаливному режимі, в тому числі, пуск, прогрів, займання, перехідні режими, але краще все ж таки ор.

Доциліндрова обробка повітря
1. Встановлення магнітних оптимізаторів. 2. Посилення дії оптимізаторів за допомогою: - концентраторів магнітного потоку; - каталізаторів, розміщених у магнітному полі.

Внутріциліндрова обробка
6. Використання, по можливості, тих самих методів, що й у доциліндровій обробці (п.п 1-5). 7. Налаштування двигуна: - по паливу (якщо воно необхідне): перезбіднення суміші;

Використання каталізаторів
Посилення каталізаторів у магнітному або електричному полі відбувається так. Основним розгінним органом снарядів – електрино є їх вихор, що обертається навколо кристалічних атомів

Адаптація запалення
Тепер про запалення. Вище вже пояснювали причину, чому блискавка не може підірвати атмосферу. Так і іскра електричного зарядуне може самостійно підірвати чисте повітря у циліндрі двигуна. З того

Підвищення оборотів
Практика показує, що підвищення оборотів сприяє настанню азотного циклу, не зовсім безпаливного, але вже за участю не тільки кисню, а й азоту в горінні. Зовнішніми візуальними призна

Накладання високої напруги
Електричне поле між електродами є ініціюючим впливом каталізу – процесу горіння повітря. Воно підвищує щільність електринного газу цьому просторі, нейтралізує частково

Пальники та камери згоряння
Пальники котельних топок та камери згоряння газотурбінних (ГТУ) та інших енергоустановок відрізняються від камер згоряння двс відсутністю поршня та системою аеродинамічних хвиль тиску, ударних та детон.

Каталіз та спалювання води
Вода самодостатня для горіння: їй не потрібні паливо та окислювач. Відповідно до сучасних уявлень про природну енергетику /1, 2, 3/ горіння - це процес електродинамічного взаємо

Отримання енергії електролізом
Електроліз без інших зовнішніх впливів є енерговитратним процесом, у тому сенсі, що скільки енергії з урахуванням ККД витратив, стільки потім і отримав. Такі пальники, наприклад, для різання ме

Кавітація рідини виникає як режим предкипения у разі порушення (розриві) її суцільності. У каверни, що утворилися, надходить пара, зокрема води. Пухирці пари внаслідок малої кривизни поверхонь

Підвищення тиску енергією природи
Відразу скажемо, що це відоме явище: гідравлічний удар і гідравлічний таран (див. наприклад /31/). Виразного фізичного пояснення немає, хоча у формулі Жуковського підвищення напору ΔР =

Самообіг у гідравлічній енергетиці
Коріолісові сили призводять до самообігу в будь-яких середовищах, у тому числі у воді. Помічено, що, наприклад, у вихрових теплогенераторахПотапова потужність приводу насоса зменшується при збільшенні швидкості

Деякі особливості енергетики людини
З викладеної в книзі теорії та практики фізики та енергетики випливає проста схемакругообігу речовини та енергії. Первинна матерія типу ідеальної рідини, яка не може існувати самостійно.

Про користь нетрадиційних знань
З часом нетрадиційні знання стають традиційними, звичними, якщо вони підтверджуються та використовуються практикою. Решта відкладається до наступного витка розвитку науки та техніки

Постскриптум
За минулий рік після написання четвертого розділу книги з'явилося нове розуміння деяких фактів, яке може бути важливим, і наведено нижче у вигляді переліку з короткими поясненнями.

Швидкість електричного струму

- Гіромагнітна постійна електрино.

Відрізняється від швидкості світла лише на 3,40299%, але відрізняється. Для техніки минулого століття ця відмінність була невловимою, тому як електродинамічної постійної прийняли . Однак, через 4 роки після публікації своєї знаменитої статті з електродинаміки, в 1868, Дж. Максвелл засумнівався в цьому і за участю асистента Хоукіна переміряв її значення. Результат , який відрізняється від істинної постійної електродинамічної всього на 0,66885%, залишився ніким незрозумілим, у тому числі і самим автором.

Кожна частка розвиває напругу;

Звідси напруга лінії.

Магнітний потік провідника.

– квант поздовжнього усунення напруги.

Магнітна індукція є щільність магнітного потоку, віднесена до перерізу елементарної траєкторії вихору

; .

- крок вихору; відстань між пакетами; відстань між орбітами – тобто відстань між частинками – електрино.

Максимальна індукція – при щільно стиснених електрино, коли – діаметру електрино,

Напруженість магнітного поля є відношенням кільцевого струму до міжорбітальної відстані пакеті.

де - недостатнє число електрино в атомі алюмінію;

– атомна маса,

Атомна кількість алюмінію.

Кожні дві молекули містить 3 електрони зв'язку.

(- Маса атома; - Його щільність).

Кругова частота вихору також визначається через:

Тут: - Секторальна швидкість для ;

- Радіус провідника;

- Електростатична постійна.

Аналогічно закону Ома запишемо.

З видно, що населення однієї орбіти частками – електрино, наступними нею слід у слід;

Проілюструємо розрахунок параметрів для алюмінієвого провідника (радіус) з постійним струмом при напрузі.

Секторіальна швидкість

Кругова частота вихору ()

Поздовжня частота електрино

Напруга, що розвивається однією траєкторією електрино:

Крок вихрового пакету

Кільцевий струм одного електриного пакету

Повна кількість електрино у вихровому пакеті

Населення орбіти частинками – електрино

Число орбіт вихрового пакета

Напруга лінії, що розвивається одним пакетом – елементом вихору:

Струм лінії

(або).

Потужність лінії

(або )

Товщина вихору

Зовнішній радіус вихору

Поздовжня складова магнітного поля провідника

Індукція лінії

де - магнітна постійна;

- Відносна магнітна проникність.

Нормальна складова вихрового магнітного поля провідника:

Як видно, електричний струм та магнітне поле є властивостями вихрового електричного поля.

Питомий опір провідника визначається його параметрами: періодом решітки та діаметром глобули:

Ширина міжатомного каналу.

число вихрових пакетів на імпульсі;

число орбіт вихрового пакета;

структурний опір променя ;

населення однієї орбіти (~на 3 порядки більше, ніж у ). Ці розрахунки виконані за новою теорією без суперечностей із фактами. Що ж відбувається у лазері?

ККД традиційних лазерів ніколи не буде високим через багатоетапність процесу і втрат: спочатку потрібно видобути світло, потім його зруйнувати, потім з уламків зібрати осьове електронне поле і нанизати на нього залишки фотонів. Пропонується електричний струм з металевого провідника переводити відразу на надпровідний провідник - осьове електронне поле, яке створюється яким-небудь приладом, наприклад, магнетроном. Тоді ККД лазера буде не менше ніж 90%. Оскільки вихор електрино легко проходить туди і назад (металевий провідник осьове електронне поле), то можна здійснити, наприклад, бездротову лінію електропередачі та інші установки, що використовують цю властивість, в тому числі, електрогенератори з ФПВР, які збуджуються електричним розрядом, хімічною реакцією, горінням, електронним пучком тощо.