Специфика силового и индукционного взаимодействия постоянных магнитов с проводниками, токами и зарядами. Эквивалентные схемы постоянных магнитов. Униполярные и тангенциальные электромашины. Законы электромагнетизма. Физическая природа магнитного поля

1.3.1.4.1 Силовое взаимодействие зарядов

Силовое взаимодействие (направление приложения сил) зарядов в магнетном поле радикально отличается от силового взаимодействия в электростатических и гравитационных полях. В электростатическом и гравитационном полях электрические заряды и гравитационные заряды (масса) являются скалярными величинами и образуют трехмерную центральную систему сил.

В то же время, «магнитный заряд» является векторной величиной. Это значит, что координата Z, совпадающая с направлением вектора является вырожденной. Таким образом, магнитное поле осуществляет воздействие, как бы, в двумерной системе координат. При этом двумерные «плоскости взаимодействия» (векторная составляющая является нормалью к этой плоскости) , в которых лежат вектор образуют в трехмерном пространстве некую трехмерную структуру.

Рассмотрим силовое взаимодействие для случая двух движущихся зарядов. Электростатические силы и собственный магнитный момент зарядов (например, электронов) не учитываются.

Магнитный заряд создает «плоскости взаимодействия» - бесконечное количество плоскостей, в которых лежит вектор скорости движения заряда (Рис. 13А). В одной из этих плоскостей лежит заряд , движущийся со скоростью . (см. схему на Рис. 13В).

Рис. 13

Магнитный заряд создает магнитное поле с напряженностью в месте нахождения заряда .

Согласно закону Био-Савара-Лапласа напряженность магнитного поля в «плоскости взаимодействия» определяется по формуле:

.

При этом, на «плоскости взаимодействия» образуется система изолиний с , которые представляют собой замкнутые кривые, напоминающие эллипс (Рис. 13В) и касающиеся вектора скорости заряда . В пространстве поверхность В = const представляет собой тороид. Изолинии на «плоскости взаимодействия» могут быть определены в полярных координатах (r, a) по формуле:

,

где .

Магнитное поле движущегося заряда воздействует на движущийся заряд согласно закону Лоренца:

.

Так как вектор перпедикулярен «плоскости взаимодействия», то сила лежит в этой плоскости и перпендикулярна вектору скорости втрого заряда .

Очевидно, что сила не направлена вдоль радиус-вектора , соединяющего зти заряды, а ее направление полностью зависит от направления вектора скорости , которое может быть произвольным. Единственный случай, когда сила направлена вдоль - это когда . Для случая, когда не лежит в «плоскости взаимодействия», ее функцию выполняет проекция на эту плоскость. Составляющая, перпендикулярная «плоскости взаимодействия» в создании силы не участвует.

Сила, приложенная к первому «магнитному заряду» вследствии воздействия магнитного поля второго заряда может быть определена точно также.

Следовательно, центральное взаимодействие зарядов отсутствует, и направление сил, приложенных к взаимодействующим зарядам полностью зависят от направления векторов и .

Приведенный вывод основан на известных и проверенных практикой законах и формулах. В то же время, такое взаимодействие является непривычным, так как формально нарушает третий закон Ньютона. А, так как этот закон является фундаментальным в механике, то это обстоятельство очень смущает умы, в результате чего предпринимались и продолжают предприниматься попытки (теоретические и экспериментальные) найти силу, направленную строго по радиус-вектору , соединяющему взаимодействующие заряды.

В частности, в работе [10] сделана попытка теоретически доказать, что два элемента тока взаимодействуют между собой по радиус-вектору, соединяющему данные элементы тока.

Анализ теоретического доказательства, приведенного в данной работе, позволяет усомниться как в корректности математического вывода, так и в соответствии полученных результатов экспериментальным данным.

Начнем с того, что вывод, полученный авторами работы [10], о наличии силы обусловленной магнитным взаимодействием и приложенной по направлению радиус-вектора находится в полном противоречии с экспериментальными данными, в частности, с результатами исследования взаимодействия движущихся зарядов с магнитным полем. «Магнитный заряд» есть полный аналог «элемента тока» , за исключением того, что в проводнике с током направление движения зарядов принудительно ориентировано вдоль проводника. Следовательно, нет никакого различия между силовым магнитным взаимодействием заряда и проводника с током.

В своем выводе авторы, как, впрочем, и авторы ряда других работ, использовали математический формализм, именуемый «векторным потенциалом» и функцию Лагранжа. Корректность их использования будет рассмотрена ниже по тексту.

Так или иначе, авторам работы [10] «удалось» путем дифференцирования функции Лагранжа получить векторную зависимость, не являющуюся градиентом данной функции (формула 6.3 в [10]). Дело в том, что функция Лагранжа, как любая скалярная функция может иметь только одну векторную величину - градиент. При выводе данной формулы (см. Раздел 6 работы [10]), авторы, посредством неких преобразований (умножение и деление на одну и ту же векторную величину!) «легким движением руки превращают» скалярную функцию в векторную! Далее, авторы, почему то упоминают СТО, которая не имеет никакого отношения к силе Ампера, и т.п. Кроме того, статья [10] перегружена выводами формул в общем виде, что, по мнению авторов должно было придать работе [10] солидный высокопрофессиональный вид, но что очень сильно затрудняет проверку выводов данных формул и вызывает законное сомнение в их достоверности.

В другой работе [16] ее автор предполагает, что «векторный потенциал» имеет вторую составляющую, описывающую осевое (направленное вдоль вектора скорости заряда) силовое взаимодействие движущегося заряда с магнитным полем. В своей работе, автор ссылается на эксперименты японских ученых, будто бы зарегистрировавших осевую силу, воздействующую на заряд при его движении в магнитном поле соленоида (вдоль оси соленоида). Автор работы [16], также, утверждает, что ему удалось экспериментально зарегистрировать осевое движение проводника, помещенного на оси кольцевого (цилиндрического) постоянного магнита. Попытка повторения этого эксперимента, предпринятая автором данной статьи не увенчалась успехом. Проводник, помещенный на оси мощного кольцевого магнита (65х20х10 мм кольцевой NdFeB магнит с Br = 1.2 Тл, см. Рис. 5) не испытывал никакого видимого осевого движения, а только, при малейшем отклонении от оси, пытался закрутиться вокруг «внутренней оси циркуляции». Проводник, подвешенный параллельно торцевой поверхности магнита, «выстреливался» с поверхности магнита строго перпендикулярно его оси. Таким образом, основываясь на огромном экспериментальном материале, накопленном исследователями силового магнитного взаимодействия за 170 лет, а, также, на результатах экспериментов, проведенных автором данной статьи, можно с достаточным основанием утверждать, что никакой «осевой силы», существенно влияющей на силовые магнитные взаимодействия, не существует. Автор не отрицает возможностии существования малых эффектов, вызывающих появление некой «осевой силы» (в электромагнетизме открыто, отнюдь, не все!), но, даже, если эта «сила» и существует (см. ниже по тексту), то она является величиной высшего порядка малости и никакого серьезного влияния на магнитные силовые взаимодействия не оказывает.

1.3.1.4.2 Математический формализм в электромагнетизме

Как было сказано выше, ряд авторов в своих теоретических исследованиях используют математические формализмы, пришедшие из других областей физики, или введенные как подстановка, облегчающая решение уравнений. При этом, эти формализмы с «легкой руки» теоретиков начинают «жить своей жизнью» и становятся как бы физическими величинами.

Одним из таких формализмов, пришедшим из классической механики, является функция Лагранжа - - разность кинетической и потенциальной энергий некой механической системы. Тут необходимо отметить, что функции связанные с энергией системы, в частности, функцию Лагранжа и закон сохранения энергии () можно применять только тогда, когда известны все составляющие кинетической и потенциальной энергии данной системы. Если же хотя бы одна из составляющих не учтена, то выводы и уравнения, основанные на этих функциях, будут неправильными. Например, если кинетическая энергию вращательного движения механической системы не учтена, то, это, однозначно, приведет к ошибке. Тогда возникает вопрос, а все ли составляющие энергии электромагнитного взаимодействия известны? По видимому, нет. В качестве примера можно привести электромагнитную волну. Известно, что электрическая и магнитная составляющие волны находятся в фазе. Совершенно очевидно, что это нарушает закон сохранения энергии, так как напряженность полей Е и В достигает максимума и превращается в нуль одновременно. Известно, что во всех волновых процессах (акустика, поверхностные волны) происходит перекачка составляющих полной энергии (T = max, U = 0; T = 0, U = max). При этом, эти две составляющие волны должны быть сдвинуты по фазе на 90 градусов. Этот очевидный парадокс тщательно обходится в учебниках и справочниках, а закон сохранения энергии в электромагнитном поле подается в интегральном виде, как сохранение энергии в неком объеме, время из этих уравнений «выпадает» (см. [6], стр. 467). При этом ссылаются на вектор Пойнтинга () - «мгновенную плотность потока энергии». Тут можно заметить, что модуль этого вектора является переменной величиной, совпадающей по фазе с Е и В, а в момент, когда Е = 0 и В = 0, модуль вектора также равен нулю и вектор не определен. То есть, введение вектора Пойнтинга этот парадокс не объясняет. Это отмечено в ряде работ, в частности, в [9]. Такое положение однозначно противоречит фундаментальным законам, и ряд авторов уверены в существовании 3-й компоненты электромагнитной волны, которая, как раз и отвечает за перекачку энергии. Это говорит о том, что не все составляющие энергии в электромагнетизме известны. А это эначит, что применение энергетических функций, в частности, Лагранжеана, в электромагнетизме - не корректно!

Другим, очень популярным среди современных теоретиков формализмом, является «векторный потенциал». Понятия «скалярный» и «векторный потенциалы» являются математическими подстановками, введенными для облегчения решения уравнений Максвелла. Смысл, приданный этим функциям теоретиками, конечно же, очень оригинальный (дополнительно свидетельствует, что фантазия математиков не имеет границ!). Представьте, что существует некое векторное поле. И вот, подумайте, может быть оно существует не просто так, само по себе, а является полем градиента некой скалярной потенциальной функции. Отчасти это правильно, но только в некоторых случаях, например для гравитационного и электростатического полей. В остальных случаях это - полный абсурд. Например, попробуйте определить «скалярный потенциал» такого векторного поля, как поле скоростей молекул в бруоновском движении.

Правда, в электромагнетизме «скалярный потенциал» применен, как раз, для случая электростатического поля, что, вобщем-то, корректно.

Дальше - больше! Представьте, опять, что сущесвует некое векторное поле. И оно, опять, не просто так, а является ротором некой другой векторной функции - «векторного потенциала» . В данном случае таким векторным полем является поле вектора (т.е.). В отличии от функции «скалярного потенциала», такой физической величины, как «векторный потенциал» в природе не существует, физического смысла он не имеет и является откровенной математической химерой, подстановкой, не имеющей право на автономное существование. Кроме того, как было сказано выше, вектор сам является формализмом (касательная к изолинии B = const, у которых, «по определению» ). Далее, как величина интегральная при известной производной, этот «векторный потенциал» определен неоднозначно [12], что дает дополнительный простор теоретикам. В частности, как отмечено в [21]: «Связь потенциалов и полей не является взаимно однозначной, поэтому векторный потенциал следует рассматривать как вспомогательную величину, не допускающую прямых измерений (выделено И. Г,), но облегчающую расчет электромагнитных полей».

Ссылки на теорему Гельмгольца, приведенные в [9] здесь неуместны, так как первая и вторая теоремы Гельмгольца (гидродинамика!) выведены для вихревого движения идеальной жидкости (принцип сохранения вихря в идеальной жидкости в условии внешних потенциальных сил) и в них не упоминается ни векторный ни скалярный потенциал. Кроме того, эти теоремы не работают для вязкой и сжимаемой жидкости, в которой вихрь рассыпается или трансформируется.

Ссылки на «эффект Ааронова-Бома», также приведенные в [9], котрыми автор этой ([9]) работы пытается определить «поле векторного потенциала» и передставить это поле как «третью компоненту», ответственную за перекачку энергии в электромагнитной волне, совершенно несерьезны, так как этот эффект абсолютно ничтожен, является величиной «высшего порядка малости» по сравнению с классическими электромагнитными взаимодействиями и проявляется в набеге фазы электронов, пролетевших рядом с соленоидом, у которого, почему-то, считается, что внешнее поле вектора В отсутствует, а присутствует только «поле вектора А». По причине совершеннейшей ничтожности данного эффекта (если он, конечно, есть), можно с достаточным основанием предположить, что он обусловлен чем-то другим, а не «полем вектора А». И, тем более этот эффект не имеет никакого отношения к сохранению энергии в электромагнитной волне. И, вобще, почему бы авторам подобных работ не провести, хотя бы, оценочный рассчет силы, приложенной к электрону в этом эксперименте? Заряд и масса электрона известны, в работе (по измерению «эффекта Ааронова-Бома») должны быть указаны параметры соленоида и ток, а выражение для вычисления «поля вектора А» получено, в частности, в работе [9]. Да, кстати, утверждение об отсутствии (в эксперименте) магнитного поля вокруг соленоида очень спорно, хотя бы в связи с крайней малостью данного эффекта и очевидной «неидеальностью» соленоида.

Надо отметить, что появление очень незначительной силы (похожей на «силу», проявляющуюся в «эффекте Ааронова-Бома»), которая в некоторых случаях может быть направлена вдоль вектора скорости заряда, может быть обусловлено наличием собственного магнитного момента у электрона.

Согласно существующим представлениям, электрон может быть представлен как некая вращающаяся капля (сфера) с равномерно распределенным зарядом. Это вызывает появление у электрона некого кругового тока i и магнитного момента pm. Таким образом, электрон может быть представлен как сферический постоянный магнит с «осью циркуляции» проходящей по экватору или как кольцевую рамку с током i1. Предположим, что такой магнит (электрон) поместили соосно с соленоидом или кольцевой рамкой с током i2, при этом вектор магнитного момента электрона направлен по оси соленоида (см. схему на Рис.14).

Рис. 14

В таком случае, если электрон не располагается в плоскости рамки, то к нему, согласно закону Ампера, будет приложена сила F (которая, например, может быть приблизительно рассчитана по формуле, приведенной в [6] на стр. 403), направленная вдоль оси рамки, втягивающая электрон в рамку или выталкивающая его (в плоскости рамки осевая сила F равна нулю), при этом направление действия силы зависит от направления тока в рамке и вектора магнитного момента электрона (Рис. 14). Причем, эта сила будет действовать как на движущийся, так и на неподвижный электрон (или любую элементарную частицу, имеющую магнитный момент, например, протон и нейтрон). Эффект будет таким же, если рамку заменить на кольцевой (цилиндрический) постоянный магнит. Простейший расчет показывает, что этот эффект на несколько порядков меньше классической лоренцевой силы (прмерно, на 6 порядков - при скорости электрона в 1 см/сек), и он, кроме того, зависит от ориентации спина электрона.

Возвращаясь к векторному потенциалу. Было бы, все таки, интересно попытаться найти некое подобие физического смысла в манипуляциях с и . Известно, что , то есть совпадает по направлению и пропорционален по модулю вектору тока . Вобще-то, в этом есть определенный смысл, так как в механике , то есть вектор , как бы вращается вокруг тока . Далее, , это значит, что теперь вокруг вектора вращается некий вектор . Далее, оказывается, что вектор совподает по направлению и по модулю пропорционален току (), то есть выходит, что ток вращается вокруг вектора . Круг замкнулся. Так что же, все таки, вокруг чего вращается - «Земля вокруг Солнца или Солнце вокруг Земли». Можно далее предположить, что есть, также, вектор , который вращается вокруг вектора () и так - до бесконечности. Вздорность такой постановки очевидна.

Тем не менее, в ряде работ авторы буквально «молятся» на этот «потенциал» и пытаются «выжать» из этой химеры нечто фундаментальное. Чего тут только нет! И «вторая составляющая» векторного потенциала» плюс «поле векторного потенциала» без магнитного поля (?? И, Г.) [16, 24], и «особая важность» этого потенциала, определяющую «вихревую структуру» магнитного поля [9], и «электрический векторный потенциал» (? И. Г.) с соответствующими «полями» [23] и, даже, «Генератор аксионного поля с использованием векторного потенциала спиральной структуры» (??!! И. Г.) [22]. Кстати, во многих таких работах парадоксы современного электромагнетизма представлены и проанализированы правильно, но выводы .... И, представьте себе, все эти работы «подкреплены» солидными и пространными математическими выкладками. После их прочтения очевидно, что многие из них достойны публикации в «Сборнике трудов инстиута им. Кащенко», секция «Физика», раздел «Электромагнетизм», а некоторые из них могут быть даже представлены на соискание «Кащенковской премии».

Таким образом, в современном электромагнетизме химера нагромождается на химеру, и все эти химеры находятся в «свободном полете», кружатся и (мнение автора) сильно изгадили данный раздел физики. Кроме того, если разобраться в источниках формул, позаимствованных теоретиками электромагнетизма из векторного анализа, то становится ясно, что они, теоретики электромагнетизма, считают (моделируют) магнитное поле вихревым потоком идеальной жидкости!! И это при том, что истинная природа его неизвестна! Очевидно, что такая модель, как минимум, очень ограниченно применима и выйти за эту область применимости очень легко. Это значит, что эдесь можно ожидать чего угодно, любых результатов, которые будут зависеть только от способности автора жонглировать формулами.

Если короче - автор не доверяет выводам, полученным, в частности, с помощью «векторного потенциала» и имеет на то основания (см. выше). Это дополнительно подтвердается тем, что конечные формулы и выводы, полученные этими «современными теоретиками электромагнетизма» очень часто противоречат экспериментам. Это «теоретиков» не огорчает, и они продолжают, как замусоленную колоду карт, тасовать формулы столетней давности, пытаясь выжать из них еще что нибудь, вместо того, чтобы провести их радикальную ревизию в соответствии с накопленным экспериментальным материалом.

Правда, в защиту дилетантов - «теоретиков электромагнетизма» (автор, также, относит себя к этой категории, правда, в данной работе упор делается на эксперимент и попытки его осмысления с привлечением минимального математического аппарата) - можно сказать, что взялись они за это дело «не от хорошей жизни», а видя полную импотентность «маститых ученых» - высоких профессионалов в данной области.

Кроме того, возникает дополнительный (и, важный) вопрос, а правильно ли современная математика отражает физические процессы? Здесь имеются в виду корректные преобразования, без ошибок. Не повторяется ли ошибка средневековых схоластов, полностью полагавшихся на формальную логику? У них, ведь, тоже была своя физика, правда, в основном, неправильная.

Мнение автора данной статьи однозначно - математика обязана служить физике, а не наоборот! Вводимые величины и функции обязаны иметь физический смысл в данной области! Причем, физический смысл должен сопутствовать выводу (формулы, системы уравнений) на всем его протяжении! Сейчас во многих отраслях науки (не только в электромагнетизме) существует следующая практика: физический смысл появляется только в начале статьи, когда автор формализирует некую физическую модель явления. Далее физический смысл надолго исчезает, уступая место чистому математическому формализму. Внимательному читателю остается только следить, чтобы автор следовал «правилам игры», именуемой математикой и чего-нибудь «по ходу» не «смухлевал» (упрощения, допущения...). И, наконец, появляется искомая формула, к которой он, автор, пытается «притащить» физический смысл, иногда, «за уши».

1.4 Некоторые замечания по поводу возможной физической сущности магнитного поля

В этом разделе и разделе автор вынужден очень кратко остановиться на ряде вопросов, непосредственно связанных с электромагнетизмом и предметом данной статьи. Каждый из этих вопросов является фундаментальным и требует подробного рассмотрения, которое выходит далеко за рамки данной статьи.

1.4.1 Немного истории

Как известно, в «доэйнштейновские времена» носителем электромагнитной волны считался эфир - некая фундаментальная среда, заполняющая все пространство. В свою очередь, считалось (в частности Максвеллом), что электрическое и магнитное поля являются деформациями этой среды.

Эйнштейн в начале ХХ века в своей СТО объявил пространство пустым и пустил электромагнитную волну «в свободный полет» без носителя («улыбка без кота»). Электромагнитную волну объявили «особой формой материи» и на этой основе строилась вся последующая физика. По прошествии некоторого времени, физики экспериментаторы обнаружили, что пространство-то не пустое, а заполнено чем-то, что производит виртуальные частицы. Это назвали «физическим вакуумом», но электромагнитная волна продолжала и дальше лететь как «особая форма материи», сама по себе. Затем были открыты дополнительные свойства «физического вакуума», а в последнее время астрофизики установили, что пространство наполнено «темной материей» и «темной энергией». Таким образом, постулат СТО о «пустом пространстве» оказался блефом! Надо отметить, что тут химера СТО поработала на славу! Разгребать завалы, наделанные этой «птицей» придется еще долгое время.

Естественно, возникает вопрос, а не пора ли возвратиться к прежней концепции - концепции эфира?

1.4.2 Магнитное поле как деформация эфира

Согласно экспериментам, проведенным в данной работе, можно с большим основанием считать, что магнитное поле является статическим образованием (см. выше). Это означает, что вращения или движения однородного магнитного поля не существует. «Магнитные силовые линии» не движутся вместе с магнитом. Не существует такого явления, как движения вектора относительно заряда.. Носитель однородного поля может двигаться (вращаться), а поле при этом остается неподвижным. Движение носителя магнитного поля проявляется только в том случае, когда поле носителя имеет неоднородности ( для поступательного или для вращательного движения). В этом случае оно вызывает изменение напряженности магнитного поля во времени и, если вблизи такого движущегося носителя поместить контур, то в нем будет наводиться фарадеева ЭДС. Это явление широко используется в магнитных лентах и дисках.

Основываясь на этом, можно предположить, что магнитное поле есть статическая деформация носителя поля (эфира), выражающееся в искажении его структуры при движении заряда - нечто вроде волны уполтнения и разряжения в газодинамике. По видимому, существуют несколько видов искажения структуры эфира (а, может быть, существует несколько форм эфира), ответственные за электростатическое, электродинамическое (магнитное) и гравитационное взаимодействия. Соответственно, области с искаженной структурой эфира и являются полями.

Нынешние «теоретики электромагнетизма», следуя Эйнштейну, полностью отвергают идею эфира. В частности, они приводят следующий аргумент: «позвольте, о каком эфире вы говорите, если в уравнения Максвелла не входят параметры этого эфира?». Тут можно ответить, что:

Во первых, уравнения Максвелла - не полные.

Во вторых, в них, все таки, входят один комплексный параметр эфира - скорость распостранения электромагнитной волны . Детальные же параметры эфира, к сожалению, неизвестны (и нынешних «теоретиков» они совершенно не интересуют). Здесь можно привести пример из термо- и газодинамики. Во многие уравнения термо- и газодинамики входит комплекс (где ), определяющий энергетику данной газовой среды (например - уравнение состояния , где R - универсальная газовая постоянная, а м - молекулярный вес). При этом м и Т определяют характеристику (молекулярный вес) и состяние (температуру) газовой среды. Скорость звука в газе определяется по формуле: , где k коэффициент, постоянный для данного газа ( - 1.4 для разных газов). Следовательно, вместо комплекса можно использовать скорость распостранения волны а в среде. Тогда уравнение состояния будет выглядеть следующим образом: . В газодинамике в такой замене нет необходимости, так как параметры среды известны, тем более, что эта замена сильно ограничивает возможности определения параметров газовой среды. В электромагнетизме же, вследствии незнания параметров эфира (подобных R, м и T в газодинамике) используют комплексную величину - скорость распостранения электромагнитной волны С.

Если далее говорить о свойствах эфира, то можно вспомнить известный парадокс движения двух одноименных зарядов: когда заряды неподвижны, они отталкиваются, а когда они начинают двигаться - они начинают притягиваться. Далее, некотрые теоретики электромагнетизма вспоминают преобразование системы координат и предполагают, что если наблюдатель будет двигаться относительно зарядов, то они, также, начнут притягиваться.

Очевидно, что перенос системы координат (система зарядов - система наблюдателя) не даст ничего. Кроме того, автор не рекомендует проделывать данный эксперимент (или его надо проводить без свидетелей), так, как эти случайные свидетели сразу же позвонят в психиатрическую больницу.

Совершенно очевидно, что магнитное поле вызывается только движением заряда относительно эфира. В описаном выше случае скорости заряда и эфира равны и, как ты не беги, никакого магнитного поля не будет. Здесь, сразу, всплывают старые нерешенные (и очень важные) вопросы об увлечении или неувлечении эфира, об экранировании эфира, об «эфирном ветре». Кроме того, неизвестно, равноправно ли движение заряда относительно эфира и движение эфира относительно заряда. Тут ясно одно, в лаборатории эфир неподвижен (движется вместе с лабораторией). Эксперименты с механически движущимеся заряженными предметами (вращающийся заряженный диск и т.п.) четко регистрируют появление магнитного поля, вызванное движением заряженных тел, опять же, относительно «лабораторного эфира».

Как же дело обстоит в космосе, где эфир, по видимому, не экранирован? Ведь в космосе успешно работают ионные двигатели и особых аномалий не замечено. Здесь надо отметить, что разгонная длина в двигателе мала (десятки сантиметров), межпланетное магнитное поле также мало и, кроме того, стенки камеры могут экранировать эфир. Ну, а что происходит со струей ионов после входа ее из камеры, мало кого интересует. Таким образом некий эффект может проявиться только при большой длине проводника (километры).

Такой эксперимент и был проведен. В феврале 1996 гда на борту шаттла Колумбия (STS 75) проводились эксперименты с электродинамическим движителем (Electrodynamic Tether Propulsion) - программа TSS [19], состоящим из длинного (20 км) проводника, спускаемого с шаттла, на конце которого был закреплен разрядник. Данная программа проводилась для проверки и отработки принципа получения электричества и электродинамической силы за счет движения длинного проводника в магнитном поле Земли. Как известно, в замкнутой рамке, движущаяся в однородном поле, суммарная ЭДС равно нулю за счет компенсации (см. выше) и, при протекании тока суммарная сила, приложенная к рамке также равна нулю.. Но, если одним из проводников рамки является проводящая среда, не связанная с жестким проводником механически, то, при протекании по такой рамке тока создается нескомпенсированная сила, толкающая или тормозящая спутник. Проверка данного прнципа принесла очень неожиданный результат. После спуска проводника на расстоянии в 19 км (трос со спутника всегда спускается вниз за счет градиента g), по проводнику прошел очень мощный электрический разряд, оторвавший проводник (трос) от шаттла и разорвавший трос на несколько частей, между которыми возникла дуга. Сам шаттл получил сильный электрический разряд на корпус. После этого, трос оставался на орбите несколько недель и испускал свечение, видимое с земли. Ток, наведенный в проводнике, как минимум, в три раза превысил расчетное значение. Объяснение этому не было найдено. Программа исследования TSS на борту шаттлов была свернута в связи с очевидной опастностью. Ее предпологают продолжить на беспилотных спутниках.

Простой расчет показывает, что напряжение, наведенное на проводнике длиной в 20 км должно составлять порядка 4.000 В (согласно NASA, в эксперименте эта величина превысила 3.500 В), что недостаточно для вакуумного пробоя. Тем не менее, такой пробой произошел, по контуру (проводник - ионосферная плазма) потек ток создавший силу, направленную противоположно скорости движения шаттла, причем такую, что она оторвала трос от шаттла и разорвала его на куски. Мало того, разряд (в вакууме!) сохранялся на время всего полета троса!

В данном случае можно предположить, что относительная скорость проводника и эфира была выше скорости шаттла . Это может свидетельствовать о наличии на этих высотах (300 км) полностью или частично неэкранированного «эфирного ветра».

Кстати, данный эксперимент показывает, что может случиться с проводящим тросом «космического лифта».

1.4.3 Несколько замечаний о «вечном двигателе»

Из общефизических соображений очевидно, что устройств, вырабатывающих энергию из «ничего», не существует. Но, как уже было сказано выше, все ли источники энергии известны? Ответ очевиден: конечно же нет! Таким образом, если появляется некое достоверно работающее устройство, вырабатывающее энергию из «ничего», то надо искать источник этой энергии. Например, существует механизм, работающий на кориолисовой силе вращения Земли. В малых масштабах эта сила очень мала и может только преодалеть трение в подшипниках, но это устройство может работать вечно, пока вращается Земля. Если не знать этой особенности, то оно может быть выдано за «вечный двигатель».

В электромагнетизме заряды взаимодействуют не непосредственно, а через магнитное и электрическое поля. Электрическое поле является центральным и это создает иллюзию непосредственного взаимодействия зарядов, как бы через некую механическую связь. Магнитное поле центральным не является и силы взаимодействия не направлены по радиус-вектору, соединяющему заряды. Если, например, взаимодействуют два заряда, то и в том и в другом случаях первый заряд взаимодействуют вначале с полем, или, точнее, с его носителем - эфиром (деформируя его и, таким образом, передавая ему свою энергию), а, созданное таким образом поле (деформация эфира) уже взаимодействует с вторым зарядом, передавая ему энергию, которой поле обладает в точке расположения второго заряда. Это не значит, что поле передает второму заряду всю энергию, которая была отдана ему первым зарядом (явление взаимоиндукции). Кроме того, одиночный заряд (ток) может передать носителю магнитного поля энергию и получить ее обратно (явление самоиндукции) без участия второго заряда (тока). Это значит, что магнитное поле является самостоятельным участником процесса, а не только передаточным звеном. Так как не все составляющие энергии в электромагнетизме известны (см. выше), то возможны случаи, когда энергия, передаваемая полю зарядом перераспределяется неизвестным пока путем, что может создать иллюзию нарушения законов сохранения.

Кроме того, как было показано в данной работе, магнитное поле является статическим образованием и не может непосредственно передавать все составляющие силы. Это значит, что движущиеся источники магнитного поля могут и не взаимодействовать друг с другом, что может проявиться как некое нарушение 3-го закона Ньютона. Как будет показано далее по тексту, пользуясь этим свойством магнитного поля можно, например, создать электромашины вырабатывающие электрическую энергию и не создающие сопротивления при нагрузке. Такая возможность была экспериментально исследована автором данной работы. В результате этого, автором был создан ряд электромашин вырабатывающих энергию за счет так называемой «тангенциальной индукции» (название дано автором) - индукции в проводниках, направленных вдоль вектора линейной скорости движущегося носителя магнитного поля.

Тангенциальной индукции и электромашинам, основанных на этом эффекте посвящена часть II данной работы.

Литература

1. Mьller, F.J., "Unipolar Induction", Galilean Electrodynamics, Vol. 1, p. 27, (1990).

2. Jorge Guala-Valverde and Pedro Mazzoni, “The Unipolar Dynamotor: A Genuine Relational Engine”, APEIRON Vol.8 Nr.4, October 2001, http://redshift.vif.com/Apeiron%20Home.htm.

3. Thomas E. Phillips, Jr., “Observations of the Marinov Motor”, APEIRON Vol.5 Nr.3-4, July - October 1998

4. J. P. Wesley, “The Marinov Motor, Notional Induction without a Magnetic B Field”, APEIRON Vol.5 Nr.3-4, July - October 1998.

5. И. В. Савельев. “Курс общей физики”, "Наука" 1978г.

6. Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. “Справочник по физике”, "Наука" 1979г.

7. Э. Парселл, «Электричество и магнетизм», Берклеевский Курс Физики, том II, Наука, 1983.

8. Г. С. Ландсберг, «Оптика», Наука, 1976.

9. З. И. Докторович, «Несостоятельность теории электоромагнетизма и выход из сложившегося тупика», Москва, 1994.

10. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Кризис релятивистских теорий, Часть 6 (Магнитные взаимодействия движущихся зарядов). НиТ, 2001.

11. “Magnetic Field of a Hollow Cylinder”, Waterloo Maple Inc., 1998.

12. Андре Анго, «Математика для электро-и радиоинженеров», Наука, 1965.

13. Philip Gibbs and Andre Geim, “Is Magnetic Levitation Possible?”, March 1997.

14. Eric Maslen, “Magnetic Bearings” University of Virginia, Department of Mechanical, Aerospace and Nuclear Engineering, Charlottesville, Virginia, 2000.

15. http://www.uspto.gov/web/patents

16. Г. В Николаев, «Тайны электромагнетизма и свободная эненргия», http://mwaso.narod.ru/.

17. http://macmep.h12.ru/nikolaev/004.htm

18. G. Ivtchenkov, “Tangential induction dynamoelectric machine”, US Patent Application No 11/162916, Sept. 28, 2005.

19. STS 75, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/STS-75.

20. Richard Walters “Scientists Claim to Tap the Free Energy of Space”, http://www.mufor.org/nmachine.html.

21. «Векторный потенциал», http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1175627.

22. А. А. Шпильман, «Генератор аксионного поля с использованием векторного потенциала спиральной структуры», http://ftp.bspu.unibel.by/pub/Entertain/texts/torsion/MISC/UFL/Almanach/N2_96/Na_2.htm.

23. В. В. Сидоренков, «Электромагнитные векторные потенциалы проводника при стационарной электропроводности», http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8367.html.

24. Г. В. Николаев, «Современная электродинамика и причины ее пародоксальности», http://macmep.h12.ru/nikolaev/027.htm.

Размещено на Allbest.ru