Ищем вихровое электрическое поле

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИЩЕМ ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Канарёв Ф.М.

Аннотация

Вихревое электрическое поле - фундаментальное понятие ортодоксальной электродинамики, лежащее в основе всех её теорий, базирующихся на уравнениях Максвелла. Поищем это поле в реальной действительности с помощью элементарных экспериментов, доступных каждому любознательному.

1. Вводная часть

Под понятием вихрь обычно понимается состояние закрученности какой-либо субстанции, например, водяной (рис. 1, а), воздушной (рис. 1, b, с), космической (рис. 1, d) или невидимой нами разряжённой субстанции, равномерно заполняющей всё космическое пространство, и названной эфиром. Считается, что существуют закрученные магнитные и электрические поля, которые рождаются в широко используемых электрических процессах. Электрическое вихревое поле может существовать, прежде всего в электродинамических процессах, связанных с движением электрических зарядов, которые рассматриваются в электродинамике, поэтому поищем это поле в ортодоксальной электродинамике [1].

а) b) c) d)

Рис. 1 а) - сечение водяных вихрей в зоне задней кромки треугольного крыла; b) - воздушный вихрь; с) - торнадо; d) - закрученная галактика

Давно считается также, что электрические поля формируют положительные электрические заряды - протоны и отрицательные электрические заряды электроны. Уже есть основания представлять электрон в виде полого тора с двумя вращениями: относительно центральной оси тора и относительно его кольцевой оси (рис. 2, а), а протон - в виде сплошного тора с вращением относительно центральной оси тора и относительно кольцевой оси сплошного тора (рис. 2, b). Протон отличается от электрона не только тем, что у него сплошной тор, но и вращением субстанции этого тора в направлении противоположном вращению поверхностной субстанции полого тора электрона.

а) b)

Рис. 2 а) - электрон; b) - протон

Предполагается, что вектор спина электрона, характеризующий вращение тора относительно его центральной оси совпадает с направлением вектора его магнитного момента, а у протона указанные векторы и направлены в противоположные стороны (рис. 2, а и b). Описанная условность обусловлена тем, что только при указанных направлениях описанных векторов реализуются процессы формирования атомов и молекул.

Указанные различия структур электрона и протона придают им разную электрическую полярность: протон - положительно заряженная частица, а электрон - отрицательно заряженная частица. Кроме этого, и электрон и протон имеют по два магнитных полюса: северный и южный . Если при линейном сближении этих частиц векторы их спинов совпадают по направлению, а векторы магнитных моментов и противоположны, то их разноимённые электрические заряды сближают эти частицы, а одноимённые магнитные полюса ограничивают это сближение, в результате формируется атом водорода (рис.3, а и b) [2], [3], [4], [5].



а) b)

Рис. 3 а) теоретическая модель атома водорода и его размеры в невозбуждённом состоянии b) модель атома водорода с воображаемой связью электрона с протоном [8]

Вполне естественен вопрос: что произойдёт, если направления векторов магнитных моментов электрона и протона совпадут? Ответ известен - протон поглотит, примерно 2,5 электрона и образуется нейтрон, а остаток третьего, не поглощённого электрона превратится в нейтрино. Это хорошо известный экспериментальный факт и мы не будем останавливаться на детальном его анализе, так как нас интересует вихревое электрическое поле.

Следующий важный вопрос на пути нашего поиска. Если соседство электрона и протона заканчивается или образованием атома водорода, или нейтрона, то, как эти две частицы могут вместе существовать в проводах, формируя на их концах положительные и отрицательные электрические заряды? Ответ на этот вопрос следует из анализа процесса плазменного электролиза воды (рис. 4). Плазменный электролизёр - диэлектрическая ёмкость, в полости которой два электрода и раствор воды. Если площадь катода - отрицательного потенциала многократно меньше площади анода - положительного потенциала, то в зоне катода возникает плазма атомарного водорода. Она может формировать температуру в интервале 2700…..10000 град. С. Из этого следует, что в электропроводах может присутствовать только один носитель электричества электрон или протон.

Известно, что в свободном состоянии может оказаться протон только атома водорода, протоны всех других химических элементов, находясь в ядрах атомов с мощными энергиями связи между протонами и нейтронами, не могут выйти из ядер в свободное состояние. Из этого следует, что протоны могут оказываться в свободном состоянии только в растворах, в химические элементы которых входят атомы водорода.

Чтобы прояснить описанное, проанализируем работу плазмоэлектролитической ячейки (Патент № 2157862, рис. 4).

Рис. 4 Схема плазмоэлектролитической ячейки: 1-катод и входной патрубок для раствора; 2-анод в виде цилиндра; 3 - выпускной патрубок парогазовой смеси; Р-Р - зона плазмы

Сущность процесса работы плазмоэлектролитической ячейки (рис. 4) заключается в следующем. Так как площадь поверхности катода 1 в десятки раз меньше площади поверхности анода 2, то большая плотность тока на поверхности катода 1 формирует поток положительных ионов раствора, направленных к нему. В этом потоке есть и положительно заряженные протоны атомов водорода, отделившиеся от молекул воды или её ионов. Они взаимодействуют с электронами, пришедшими из сети и испущенными катодом, образуют атомы водорода, совокупность которых формирует в растворе, в зоне Р катода 1, плазму атомарного водорода с температурой от 2700 С до 10000 С (рис. 4).

Отрицательно заряженные ионы собираются у анода. Они передают лишние электроны аноду и те движутся по проводу от плюса (+) к минусу (-). Поскольку соседство свободных электронов и свободных протонов заканчивается формированием атомов водорода, которые существуют лишь в плазменном состоянии (рис. 4, зона Р..Р), то исключается одновременное существование свободных протонов и свободных электронов в проводе, по которому течёт ток. По проводу движутся только электроны.

Таким образом, анализ электролитического процесса, протекающего в электролитической ячейке (рис. 4), показывает, что в электролитическом растворе электроны движутся от минуса к плюсу, а в проводе - от плюса к минусу.

Из описанного следует, что носителями электрических зарядов в проводах могут быть только электроны. Имея модель электрона (рис. 2, а), мы может проверить достоверность этой гипотезы экспериментально. Давно установлено, что если разместить опилки железа на плоскости перпендикулярной вертикально расположенному проводу, то под действием магнитного поля, формирующегося вокруг провода при подключении его к источнику напряжения железные опилки принимают ориентированное положение (рис. 5) a). Из этого эксперимента можно извлечь и другую информацию. Например, попытаться установить связь магнитного поля, формирующегося вокруг проводника с током, со структурой электрона (рис. 2, а), выявленной нами. Для этого разместим провод на горизонтальной плоскости так, чтобы его начало, подключённое к аккумулятору, было направлено к южному магнитному полюсу Земли, а конец - к северному магнитному полюсу Земли (рис, 5, b).

На рис. 5, b показана электрическая схема, направления проводов которой сориентированы на север (N). Тогда, при отсутствии тока в проводе направление стрелок компасов А, В, С и D совпадают с направлением правого и левого проводов на север N. При включении тока вокруг провода возникает магнитное поле и стрелки компасов отклоняются.

a) b)

Рис. 5 Схема эксперимента по формированию магнитных полей электронами , движущимися по проводам

Когда электроны движутся по проводу (рис. 5, b) в направлении с юга (S) на север (N), то стрелка компаса A, расположенного над проводом, отклоняется вправо, а стрелка компаса B, расположенного под проводом, - влево (табл. 1). Из этих результатов следует, что магнитное поле вокруг провода закручено против хода часовой стрелки, если смотреть с северного (N) конца провода, и имеет магнитный момент .

Таблица 1

Углы отклонения стрелок компасов A и B при различных токах

Ток, I A	, град.	, град
1,0 А	34,0-	33,0
2,0 А	48,0	50,0
3,0 А	57,0	58,0

Те же электроны, которые движутся по правому проводу с севера (N) на юг (S), формируют вокруг него противоположно направленное магнитное поле и стрелки аналогичных компасов С и D отклоняются противоположно отклонению стрелок компасов А и В (рис. 5).

На рис. 6 представлена схема магнитного поля вокруг провода с током. Вполне естественно, что это поле формируют электроны, движущиеся по проводу (рис. 5). Из схемы магнитного поля вокруг провода (рис. 6) следует, что оно может быть сформировано лишь в том случае, если северные магнитные полюса электронов (рис. 6) направлены вверх, в сторону (северного) минусового конца провода, а южные - вниз, в сторону плюсового конца провода (рис. 5). Это означает, что плюсовой (+) конец провода эквивалентен южному магнитному полюсу (S), а минусовой (-) - северному (N).

Рис. 6 Схема движения электронов в проводе от плюса (+) к минусу (-) и формирования вокруг него магнитного поля, северный полюс (N) которого соответствует минусу (-), а южный (s) - плюсу (+)

Результаты эксперимента, представленные на рис. 5 и в табл. 1, показывают, что направление магнитного поля, формирующегося вокруг провода, совпадает с направлением вращения свободных электронов в нём (рис. 5 и 6), поэтому направление тока совпадает с направлением движения электронов.

Итак, мы нашли вихревое магнитное поле, которое формируется вокруг проводников с током всей совокупностью электронов, движущихся по проводу, но пока не встретили вихревое электрическое поле. Так как магнитное поле формирует совокупность электронов, сориентированных в различных элементах электрической цепи, то поищем вихревое электрическое поле в конденсаторах, диодах, катушках индуктивности и других элементах электрической цепи с постоянным и переменным напряжением.

Отметим главное: направление силовых линий магнитного поля, образующегося вокруг провода с током, соответствуют такой ориентации свободных электронов в нём, при которой они движутся от плюса к минусу, ориентируясь так, что южные полюса магнитных полей электронов оказываются направленными к плюсовому концу провода, а северные - к минусовому (рис. 6).

Этот простой эксперимент ярко демонстрирует, что, если источником питания является аккумулятор или батарея, то электроны движутся по проводам от плюса (рис. 5 и 6) к минусу. Такая картина полностью согласуется со структурой электронов (рис. 2, а) и однозначно доказывает, что свободные электроны провода с постоянным напряжением повёрнуты южными магнитными полюсами к положительному концу провода, а северными - к отрицательному. В этом случае не требуется присутствие в проводах свободных протонов для формирования положительного потенциала, так как свободные электроны провода формируют на его концах не разноимённые электрические заряды, а разноимённые магнитные полюса.

Из новых представлений о поведении электронов в проводе следует необходимость заменить представления о плюсовом и минусовом концах проводов сети с постоянным напряжением на концы с северным и южным магнитными полюсами. Однако, процесс реализации этой необходимости будет длительный. Но он, как мы увидим дальше, неизбежен, так как углубление представлений о реальных электродинамических процессах невозможно без новых условностей в обозначении концов электрических проводов.

2. Электроны в проводе с постоянным напряжением

Модель электрона, представленная на рис. 2, а, позволяет описать его поведение в проводе с постоянным напряжением (рис. 7).

Рис. 7 Схема движения электронов в проводе с постоянным напряжением от южного полюса S (+) к северному полюсу N (-), а разомкнутой цепи в электронно-лучевой трубки - от минуса (-) к плюсу (+)

Чистое постоянное напряжение V имеют батареи и аккумуляторы. Однако, этим понятием обозначают и выпрямленное переменное напряжение, поэтому при анализе поведения электрона в проводе надо учитывать этот факт.

Схема ориентации электронов при их движении вдоль провода с постоянным напряжением показана на рис. 7. Она следует из структуры электрона (рис. 2, а) и магнитного поля, формирующегося вокруг провода с постоянным напряжением (рис. 6). Как видно (рис. 7), электроны выстраиваются так, что векторы их магнитных моментов и спинов оказываются направленными от плюса к минусу. Таким образом, южные полюса всех свободных электронов в проводе с постоянным напряжением оказываются сориентированными к плюсовому () концу провода. Северные полюса всех свободных электронов оказываются сориентированными к другому концу провода () (рис. 7).

Чтобы понимать основания для введения представлений о том, что плюсовой конец провода соответствует южному магнитному полюсу, а минусовый - северному, надо иметь в виду, что в проводе нет свободных протонов, поэтому некому в нём формировать положительный знак заряда. Есть только свободные электроны, а они имеют один знак заряда, но два магнитных полюса: южный (S) и северный (N).

Дальше мы увидим, как из такой условности вытекают следствия, объясняющие такое обилие электрических эффектов, что данная гипотеза уверенно завоёвывает статус постулата.

Анализируя описываемый процесс движения свободных электронов в проводе, надо иметь представления о разнице между размерами атомов и электронов, которые оказываются в промежутках между атомами. Примерная разница известна. Размеры электронов , а размеры атомов . Тысячекратная разница в размерах - достаточное условие для перемещения электронов в проводе.

Таким образом, приложенное постоянное напряжение не только перемещает свободные электроны вдоль провода, но генерирует фотоны, нагревающие провод. Чем больше приложенное напряжение, тем больше скорость движения электронов в проводе и интенсивнее их действие на связанные электроны, которые излучают фотоны с большей энергией.

Нетрудно видеть, что переменное напряжение заставит электроны вращаться так, что концы векторов магнитных моментов электронов и общих моментов совокупностей электронов, а также векторы их спинов будут описывать окружности. Процессы изменения напряжения, тока и напряжённости магнитного поля возникающего при этом вокруг провода (рис. 6), принимают синусоидальный характер.

3. Электроны в проводе с переменным напряжением

Сейчас мы увидим, что изменение знака амплитуды синусоидального напряжения - результат изменения направления электронов в проводе в интервале одного периода колебаний. Последовательность этих изменений представлена на рис. 8, a, b, c, d и e. Из них и следует закон формирования синусоидального характера изменения переменного напряжения.

Вполне естественно предположить, что при максимальном положительном напряжении все свободные электроны в проводе ориентированы одинаково и векторы их магнитных моментов и спинов направлены в сторону движения электронов вдоль провода (рис. 8, а) от южного полюса S (+) к северному N (-) концам провода, которые пока обозначаются знаками плюс (+) т минус (-). В этот момент напряженность магнитного поля вокруг провода максимальна.

Схема поворота векторов спинов и магнитных моментов электронов на и падение напряжения до нуля представлена на рис. 8, b. Вполне естественно, что в этом случае магнитное поле вокруг провода (рис. 7) отсутствует и напряжение равно нулю.

Когда векторы спинов и магнитных моментов электронов повернутся на от исходного положения, то знаки магнитной полярности на концах провода (по существующим представлениям знаки электрического потенциала) поменяются на противоположные и направление магнитного поля вокруг провода (рис. 7) также изменится на противоположное, а амплитуда напряжения V примет максимальное отрицательное значение (рис. 8, с)

Через следующие четверть периода направления векторов магнитных моментов и спинов окажутся перпендикулярными оси провода (рис. 8, d). Магнитное поле вокруг провода (рис. 7) в этот момент исчезает, а величина напряжения V будет равна нулю (рис. 8, d).

Векторы магнитных моментов и спинов свободных электронов займут исходную позицию (рис. 8, а) через следующие четверть периода (рис. 8, е). В этот момент направление магнитного поля вокруг провода окажется соответствующим исходному положению (рис. 8, а) и амплитуды напряжения и напряжённости магнитного поля вокруг провода (рис. 7) максимальны. Так ведут себя свободные электроны в проводах, формируя синусоидальные законы изменения напряжения, тока и напряжённости магнитного поля вокруг провода.



Рис. 8 Схемы изменения направления векторов магнитных моментов и спинов свободных электронов в проводе с переменным напряжением

Это даёт нам основание написать уравнения их изменения в таком виде:

(1)

(2)

. (3)

И так, мы не нашли вихревое электрическое поле при переменном напряжении. Это факт даёт нам основание предположить, что описанным процессом изменения ориентации электронов в проводах управляют магнитные полюса магнитов первичных источников питания, например, генераторов электростанций.

Главная особенность описанного процесса - синхронность синусоидального изменения напряжения U, тока I и напряженности H магнитного поля вокруг провода.

Описанный процесс показывает, что при переменном напряжении количество электронов в рассматриваемом сечении провода не изменяется, а изменяется лишь их ориентация, которая изменяет направление магнитного поля вокруг провода, характеризуемого вектором (рис. 8).

Из описанного процесса поведения электронов в проводе с переменным напряжением обычной электрической сети следует, что свободные электроны меняют в ней своё направление с частотой сети, равной 50 Гц и с той же частотой меняется магнитное поле вокруг провода. Таким образом, вращение электронов в проводах можно назвать вихревым, но вокруг провода формируется только вихревое магнитное поле..

Если сравнивать поведение свободных электронов в проводе с постоянным напряжением (рис. 7), где электроны не меняют свою ориентацию, то потери энергии в проводе с переменным напряжением больше, чем с постоянным. Это хорошо известный факт.

В проводе с переменным напряжением (рис. 8) расходуется дополнительная энергия на изменения направлений векторов спинов и магнитных моментов электронов, на периодичность формирования магнитного поля вокруг провода. Далее, резкое изменение направления векторов спинов и магнитных моментов свободных электронов изменяет скорость их вращения относительно своих осей, что приводит к излучению фотонов. При этом надо иметь в виду, что меняющаяся полярность магнитного поля вокруг провода действует не только на свободные электроны, но и на валентные электроны атомов в молекулах и электроны атомов, не имеющие валентных связей. В результате они тоже могут излучать фотоны и увеличивать потери энергии.

Наиболее простой пример явного проявления явления потерь энергии - спираль электрической лампочки накаливания или спираль электрической плиты. Переменные магнитные поля вокруг нитей спирали значительно больше шага спирали. В результате они перекрывают друг друга и таким образом увеличивают интенсивность действия на связанные электроны атомов материала спирали и они, возбуждаясь, начинают излучать фотоны, накаливая спираль электрической печки или лампочки. При этом длина волны излучаемых фотонов (цвет спирали) зависит от приложенного напряжения и величины тока. Чем они больше, тем больше электронов проходит в единицу времени в каждом сечении провода спирали, которые увеличивают напряжённость магнитного поля, возникающего вокруг провода спирали, а это поле в свою очередь интенсивнее действует на связанные электроны молекул, заставляя их терять больше массы в одном акте излучения фотонов.

Известно, чем больше масса фотона, тем меньше длина его волны. Следовательно, процессом изменения длины волны излучаемых фотонов можно управлять, изменяя интенсивность воздействия магнитных полей на электроны. Эта, экспериментально разработанная процедура, достигла, можно сказать, предельного совершенства в современной электронике, но теоретики далеки от понимания тонкостей этого совершенства.

4. Принципы работы электромоторов и электрогенераторов

Принципы работы электромотора и электрогенератора были открыты Майклом Фарадеем в начале 19-го века. Считается, что в его опытах наглядно проявилась связь между электрическими и магнитными явлениями. Однако, сейчас мы покажем, что эта наглядность оказалась ошибочной. Проводник с током перемещается в магнитном поле постоянного магнита не в результате взаимодействия электрического поля с магнитным, а в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля вокруг проводника, формируемого движущимися в нём электронами.

Чтобы понять это, надо разобраться с процессом взаимодействия магнитных силовых линий, формируемых обычными стержневыми постоянными магнитами (рис. 9).

Как видно (рис. 9, а), у разноименных магнитных полюсов, сближающих друг друга, магнитные силовые линии в зоне контакта полюсов (рис. 9, а, точки а) направлены навстречу друг другу , а у одноименных магнитных полюсов, отталкивающих друг друга (рис. 9, b, точки b), направления магнитных силовых линий в зоне контакта полюсов совпадают .

Рис. 9 Схема взаимодействия магнитных силовых линий стержневых магнитов

Из описанного процесса взаимодействия магнитных полюсов постоянных магнитов следует, что если у двух параллельных проводов ток будет течь в одном направлении (рис. 10, а), то силовые линии магнитных полей, формирующихся в плоскости, перпендикулярной проводам, в зоне их контакта будут направлены навстречу друг другу и провода будут сближаться, как разноименные полюса магнитов (рис. 10, а).

Если же направление тока у параллельных проводов будет противоположно (рис. 10, b), то направления магнитных силовых линий, образующихся при этом магнитных полей, будут совпадать по направлению в зоне их контакта и такие провода будут удаляться друг от друга, как и одноименные полюса стержневых магнитов (рис. 10, b).

Рис. 10 Схема взаимодействия магнитных полей параллельных проводов с током

магнитный напряжение пламзмоэлектролитический ток

А теперь обратим внимание на взаимодействие силовых линий магнитного поля постоянного магнита с силовыми линиями магнитного поля, формируемого электронами, движущимися от плюса к минусу по проводу (рис. 11). В зоне D силовые линии направлены навстречу друг другу, поэтому они сближаются, как и силовые линии магнитных полей двух проводов с равнонаправленным током (рис. 10, а). В результате возникает сила , смещающая провод влево.

С другой стороны провода, в зоне А, направления силовых линий постоянного магнита и магнитного поля, сформированного движущимися по проводу электронами, совпадают по направлению. В этом случае, как следует из рис. 10, b, силовые линии отталкиваются и также формируют силу, направленную влево. Так формируется суммарная сила, перемещающая провод с током в магнитном поле.

Рис. 11 Схема движения провода с током в магнитном поле

Как видно, перемещение провода происходит в результате взаимодействия магнитных полей постоянного магнита и провода с током. Нет здесь взаимодействия электрического и магнитного полей, на котором базируется теория всей современной электротехники [1].

Если же в магнитном поле движется провод без тока (рис. 12), то в нём генерируется напряжение. Внешнее магнитное поле ориентирует свободные электроны в проводе так, чтобы магнитные силовые линии их суммарного магнитного поля вокруг провода формировали сопротивление его перемещению (рис. 12).

Движение электронов вдоль провода (рис. 12) от плюса к минусу возникает благодаря принудительному перемещению провода со скоростью в магнитном поле постоянного магнита в левую сторону.

В зоне D магнитные силовые линии постоянного магнита и магнитные силовые линии провода с током направлены в одну сторону и буду отталкиваться друг от друга, препятствуя перемещению провода в левую сторону. В зоне А указанные силовые линии будут направлены навстречу друг другу и будут сближаться и также препятствовать перемещению провода в левую сторону (рис. 12). Из этого следует, что перемещение электронов вдоль провода от плюса к минусу возможно только при принудительном перемещении провода в левую сторону.

Рис. 12 Схема генерирования тока в проводе, движущемся в магнитном поле

Таким образом, работа электромоторов и электрогенераторов базируется на взаимодействии только магнитных полей, но не магнитных и электрических, как считалось ранее [1]. И здесь также нет вихревого электрического поля.

5. Принцип работы диода

Ортодоксальная физика не имеет приемлемого варианта объяснения принципа работы диода. Он проясняется лишь при наличии модели электрона и знания законов его поведения в проводах с постоянным и переменным напряжением, которые мы уже описали.

Существующая интерпретация работы полупроводников и диодов базируется на понятии дырочной проводимости. Приводим текст определения понятия «дырка» из Физического энциклопедического словаря. М. «Советская энциклопедия» 1984г. 186с. «…..Дырка - положительный заряд , имеющий энергию, равную энергии отсутствующего электрона с обратным знаком».

Странное определение. Но надо учитывать, что это были первые представления о сути работы полупроводников. Теперь у нас есть возможность глубже проникнуть в эту суть. Для этого надо воспользоваться принципом последовательности анализа этого сложного явления.

Поскольку диод пропускает одни электроны и задерживает другие, то он делает это, учитывая два различных свойства электрона, а в заряде электрона заложено только одно свойство - отрицательный заряд. Поэтому надо включить в анализ поведения электрона в диоде и другие его характеристики. Так как электрон имеет отрицательный заряд и два магнитных полюса: северный и южный, то именно они и позволяют диоду выполнить функцию пропуска одних электронов и задержки других (рис. 13).

В этом случае сохраняются представления о дырочной проводимости, если дырки, пропускающие и задерживающие электроны, наделить одноимённой магнитной полярностью (рис. 13).

Теперь нам известно, что электроны не имеют орбитальных движений в атомах. Они связаны с протонами ядер линейно. Поскольку протон тоже имеет северный и южный магнитные полюса, то возможна такая совокупность компоновки магнитных полюсов нейтронов, протонов и электронов, при которой на поверхности атома окажутся электроны, на внешней поверхности которых будут, например, южные магнитные полюса. Далее, возможно формирование таких молекул из этих атомов, которые создавали бы дырку, периметр которой и формировал бы дискретные магнитные поля одной полярности, например, южной (рис. 13, a).



Рис. 13 а) схема пропуска диодом электронов, имитирующих положительное напряжение; b) схема задержки электронов, имитирующих отрицательное напряжение

Мы уже показали, что положительное напряжение соответствует ориентации электронов в проводе, показанной на рис. 13, a (слева). В этом случае к дырке диода с магнитным барьером, сформированным южными магнитными полюсами S атомов материала диода, подходят электроны с северными магнитными полюсами N, совпадающими с направлением движения этих электронов. Вполне естественно, что дырка диода с южным магнитным барьером пропустит электроны, пришедшие к ней со своими северными полюсами. Так электроны, формирующие напряжение с положительной амплитудой, пройдут через диод.

Во второй половине периода изменения направления векторов магнитных моментов и спинов электронов у диодной дырки окажутся электроны с южными магнитными полюсами, направленными в сторону их движения (рис. 13, b). Вполне естественно, что диодный барьер, сформированный из южных магнитных полюсов электронов атомов, не пропустит такие электроны. Неудачливым электронам придётся ждать ещё пол периода, а величина напряжения в этот момент на проводе за диодом будет равна нулю (V=0). После этого электроны окажутся повернутыми к диодной дырке северными магнитными полюсами и она пропустит их, как своих (рис. 14) и осциллограммы напряжения и тока (рис. 15, 16) зафиксирует этот факт.

Рис. 14 Схема формирования диодом выпрямленного напряжения

Описанная закономерность работы диода следует из эксперимента, схема которого, представлена на рис. 14. Обратим внимание на простоту электрической схемы рассматриваемого эксперимента. В ней нет ни ёмкости, ни индуктивности. Нет и вихревого электрического поля.

Рис. 15 Напряжение

Рис. 16 Ток

Осциллограммы напряжения и тока, выпрямленные диодом, показаны на рис. 15 и 16. Как видно, диод пропускает положительные значения переменного напряжения (рис. 15) и переменного тока (рис. 16), когда электроны, подошедшие к дырке, оказываются повернутыми к ней северными магнитными полюсами (рис. 16, а) и не пропускает отрицательные составляющие напряжения и тока, когда электроны оказываются повернутыми к дыркам южными магнитными полюсами (рис. 13, b).

6. Зарядка диэлектрического конденсатора

Ошибочность существующей интерпретации работы конденсатора особенно очевидна. Она базируется на присутствии в электрической цепи положительных и отрицательных зарядов. Носители этих зарядов известны: протон и электрон. Однако, также известно, что они чувствуют присутствие друг друга на расстоянии в тысячу раз большем размера электрона и в миллион раз большем размера протона. Даже такое их далёкое соседство заканчивается процессом формирования атомов водорода, которые существуют лишь в плазменном состоянии при температуре до 5000 С. Это происходит, например, в процессах удаления электронов и протонов от Солнца и последующего объединения их в атомы водорода. Так что совместное присутствие протонов и электронов в свободном состоянии в проводниках полностью исключается, поэтому положительный и отрицательный потенциалы на пластинах диэлектрического конденсатора - ошибка физиков. Исправим её.

Сейчас мы увидим, что пластины диэлектрического конденсатора заряжаются не разноимённой электрической полярностью, а разноимённой магнитной полярностью. При этом функции плюса принадлежат южному магнитному полюсу электрона, а функции минуса - северному (рис. 7). Эти полюса и формируют полярность, но не электрическую, а магнитную. Проследим процесс зарядки диэлектрического конденсатора, чтобы увидеть, как магнитные полюса электрона формируют магнитную полярность его пластин. Известно, что между платинами диэлектрического конденсатора находится диэлектрик D (рис. 17, а).

Схема эксперимента по зарядке диэлектрического конденсатора показана на рис. 17, а. Самое главное требование к схеме - ориентация её с юга (S) на север (N). Чтобы обеспечить полную изоляцию конденсатора от сети после его зарядки, желательно использовать электрическую вилку, включаемую в розетку сети с напряжением 220 V.

Сразу после диода показан компас 1 (К), положенный на провод, идущий к конденсатору С. Стрелка этого компаса, отклоняясь вправо в момент включения вилки, показывает направление движения электронов (рис. 17) от точки S к нижней пластине конденсатора. Тут уместно обратить внимание на общность информации о поведении электронов в проводах, представленной на рис. 6-7, 10 и 17.

Рис. 17 Схема нашего эксперимента зарядки конденсатора

Выше компаса 1 (рис. 17) показана схема направления магнитного поля вокруг провода, формируемого движущимися в нём электронами. Эта схема аналогична схемам, показанным на рис. 6.

Таким образом, электроны, прошедшие через диод, приходят к нижней пластине конденсатора, сориентированными векторами спинов и магнитных моментов к её внутренней поверхности (рис. 17). В результате на этой поверхности формируется северный магнитный потенциал (N).

Вполне естественно, что к внутренней поверхности верхней пластины конденсатора электроны придут из сети, сориентированными южными магнитными полюсами (S). Доказательством этого служит экспериментальный факт отклонения стрелки верхнего компаса 2 (К) вправо (рис. 17). Это означает, что электроны, движущиеся из сети к верхней пластине конденсатора, ориентированы южными магнитными полюсами (S) в сторону движения (рис. 18).

Рис. 18 Схема движения электронов к пластинам диэлектрического конденсатора

Таким образом, ориентацию электронов на пластинах диэлектрического конденсатора обеспечивает проницаемость их магнитных полей через диэлектрик. Потенциал на пластинах конденсатора один - отрицательный и две магнитных полярности: северного и южного магнитных полюсов. Здесь также нет вихревого электрического поля [1].

На рис. 18 представлена схема, поясняющая ориентацию электронов, движущихся к пластинам конденсатора С. Электроны приходят к нижней пластине конденсатора, сориентированными северными магнитными полюсами (N) к её внутренней поверхности (рис. 18). К внутренней поверхности верхней пластины конденсатора приходят электроны, сориентированные южными магнитными полюсами (S).

Так электроны - единственные носители электричества в проводах формируют на пластинах конденсатора не разноимённую электрическую полярность, а разноимённую магнитную полярность. Нет на пластинах диэлектрического конденсатора протонов - носителей положительных зарядов.

7. Разрядка диэлектрического конденсатора

Процесс разрядки диэлектрического конденсатора на сопротивление - следующее экспериментальное доказательство соответствия реальности выявленной модели электрона (рис. 2) и ошибочности сложившихся представлений о том, что на пластинах диэлектрического конденсатора формируются разноимённые электрические заряды (рис. 19).

Рис. 19 Схема отклонения стрелок компасов (К) в момент разрядки конденсатора

Схема отклонения стрелок компасов (К) 1, 2, 3 и 4 при разрядке конденсатора на сопротивление R в момент включения выключателя 5 показана на рис. 20.

Как видно (рис. 17 и 20), в момент включения процесса разрядки конденсатора, магнитная полярность на пластинах конденсатора изменяется на противоположную и электроны, развернувшись, начинают двигаться к сопротивлению R (рис. 19, 20).

Рис. 20 Схема движения электронов от пластин конденсатора к сопротивлению R при разрядке диэлектрического конденсатора

Электроны, идущие от верхней пластины конденсатора ориентируются южными магнитными полюсами в сторону движения, а от нижней - северными (рис. 20). Компасы 3 и 4, установленные на совокупности проводов ВА, сориентированных с юга на север, чётко фиксируют этот факт, отклонением стрелок вправо, доказывая этим, что векторы спинов и магнитных моментов всех электронов в этих проводах направлены с юга на север (рис. 19, 20).

8. Конденсатор + индуктивность

Конденсатор и индуктивность - основные элементы колебательных систем. Схематически они показываются просто (рис. 21).

Считается, что одна пластина конденсатора С заряжена отрицательно, а другая положительно. Если конденсатор электролитический, то это соответствует реальности, так как указанные потенциалы формируют его ионы. Другое дело провод, по которому движутся электроны. В нём не могут присутствовать одновременно и электроны, и протоны, так как их соседство автоматически заканчивается образованием атомов водорода и плазмы с температурой до 5000 К.

Таким образом, процессы, протекающие в конденсаторах и катушках индуктивности, а также проводах, которые соединяют их, остаются скрытыми для понимания. Попытаемся раскрыть эту таинственность. Для этого представим пластины конденсатора и провода, подходящие к ним, в увеличенном масштабе и разместим в них модели электронов (рис. 22). Катушку индуктивности представим в виде полутора витков и покажем направления движения электронов 1 и 2 в витках при разрядке конденсатора.

А теперь попытаемся найти ответ на главный вопрос электродинамики: в чём сущность причины формирующей колебательный процесс изменения напряжения в системе: конденсатор - катушка индуктивности?

Чтобы найти ответ на поставленный вопрос, проследим за движением электронов к катушке индуктивности. Главное в этом процессе - направления движения электронов из конденсатора в катушку индуктивности. Мы уже показали, что эта задача решается вполне удовлетворительно с помощью древнейшего прибора - компаса. Установим эти приборы на провода, подходящие к катушке индуктивности, предварительно сориентировав их в направлении с юга на север (рис. 22).

Рис. 21 Схема конденсатор + катушка индуктивности



Рис. 22 Схема процессов движения электронов в цепи: конденсатор - катушка индуктивности при разрядке конденсатора

Тут мы обязаны информировать наших читателей, что в прежнем нашем анализе этого процесса присутствовало противоречие, которое побудило нас повторить этот эксперимент. В результате было установлено, что показания направления стрелки верхнего компаса (рис. 22) верны, а показания нижнего оказались искажёнными. Стрелка нижнего компаса отклоняется не вправо, а влево. Из этого сразу последовала необходимость коррекции описания колебательного процесса в системе: конденсатор - катушка индуктивности. В результате, как мы сейчас увидим, устраняется противоречие и раскрывается истинная причина колебательного процесса в описанной системе.

Итак, проследим за движением электронов от конденсатора к катушке индуктивности вблизи клемм этой катушки. Обратим внимание на отличия в ориентации электронов в проводах, соединяющих конденсатор и активное сопротивление (рис. 18) и в проводах, соединяющих конденсатор и катушку индуктивности (рис. 22) зафиксированные отклонением стрелок компасов.

Теперь видно, что электроны от верхней и нижней пластин конденсатора встречаются в середине катушки индуктивности одноимёнными зарядами и одноимёнными южными магнитными полюсами. Что автоматически формирует процесс их отталкивания друг от друга и они устремляются вновь к пластинам конденсатора.

Когда конденсатор заряжен, то напряжение на его пластинах в момент включения выключателя 5 максимально и равно, например, 100 В (рис. 23, а).

Совокупность магнитных полей всех электронов во всех витках катушки (рис. 22) формирует суммарное магнитное поле, направление силовых линий которого легко определяется по направлению спинов электронов 1 и 2. Эти электроны подходят к сечению К-К с противоположно направленными векторами спинов и магнитных моментов. Это значит, что сформированные ими магнитные поля вокруг витков катушки, в зоне встречи электронов (сечение К-К) направлены навстречу друг другу одноимёнными магнитными полюсами и тоже отталкиваются (рис. 22). Когда электроны, идущие от верхней и нижней пластин конденсатора С, встретятся в сечении К-К катушки, то конденсатор C полностью разрядится.

Итак, к моменту начала разрядки конденсатора напряжение V на его клеммах имеет максимальное значение (рис. 23, а), ток I и напряжённость H магнитного поля катушки равны нулю (рис. 23, b). В момент прихода электронов к сечению К-К катушки и их остановки напряжение на клеммах конденсатора оказывается равным нулю (рис. 23, a) а величины тока и напряженности магнитного поля катушки - максимуму (рис. 23, b и c). Далее, напряжённость магнитного поля катушки начинает уменьшаться (рис. 23, b) и автоматически изменяет направление векторов спинов и магнитных моментов электронов на противоположные и они, двигаясь назад к конденсатору, формируют на его клеммах противоположную магнитную полярность. В момент прихода электронов к пластинам конденсатора отрицательное напряжение на его клеммах достигает максимума (рис. 23, a), а величины обратно направленных тока и напряженности магнитного поля принимают нулевые значения (рис. 23, b и c).

После этого начинается второе движение электронов от пластин конденсатора к катушке. При этом электроны меняют направления векторов магнитных моментов и спинов на противоположные. В результате величина противоположного (отрицательного) потенциала на пластинах конденсатора начинает уменьшаться до нуля (рис. 23, a) а величина тока, обусловленная движением электронов с противоположно направленными векторами спинов, увеличиваясь, уходит в отрицательную зону (рис. 23, b). Так же изменяется и напряженность противоположно направленного магнитного поля катушки (рис. 23, c).

Когда электроны повторно придут к середине сечения К-К катушки, то напряжение на клеммах конденсатора станет равным нулю (рис. 23, a) а напряженность магнитного поля катушки, сформированная электронами с направлениями векторов спинов и магнитных моментов, противоположных первому приходу электронов к середине сечения К-К, и величина тока достигнут максимальных отрицательных значений (рис. 23, b и c). Так формируются синусоидальные законы изменения напряжения, тока и напряжённости магнитного поля в колебательном контуре: конденсатор + катушка индуктивности.



Рис. 23 Закономерность изменения напряжения, тока и напряжённости магнитного поля при разрядке конденсатора на катушку индуктивности (рис. 22)

Обратим внимание на то, что перезарядку конденсатора осуществляет один носитель электрического заряда - свободный электрон, без участия положительно заряженного протона, который не существует в проводах в свободном состоянии. Если конденсатор не электролитический, то у нас нет никакого права приписывать его пластинам разную электрическую полярность. Они получают разную магнитную полярность.

Итак, у нас появилась возможность составить уравнения изменения напряжения V, тока I, и напряжённости Н магнитного поля в колебательном контуре конденсатор - катушка индуктивности. Поскольку в момент начала разрядки конденсатора напряжение V на его клеммах максимально, ток I и напряжённость магнитного поля Н минимальны, то уравнения их изменения запишутся так:

(4)

(5)

. (6)

Это и есть исходные уравнения, заменяющие уравнения Максвелла при описании процессов, протекающих в колебательном контуре конденсатор + индуктивность.

Мы рассмотрели процессы движения электронов в нескольких различных элементах электрической цепи и увидели формирование только вихревых магнитных полей вокруг проводников с током и полное отсутствие вихревых электрических полей ортодоксальной электродинамики [1].

Заключение

Итак, серия элементарных экспериментов, доступных каждому желающему повторить их, убедительно показала, что даже в наиболее вероятном источнике формирования вихревого электрического поля - катушке индуктивности формируются только вихревые магнитные поля и нет электрических вихревых полей, но есть электрический ток в проводах и электрический потенциал на их концах. Если изменение направления электронов в проводах с заданной частотой рассматривать, как вихревое электрическое поле, то оно формируется только внутри провода и полностью отсутствует в пространстве вокруг провода.

Литература

1. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М. «Наука». 1989. 543 с.

2. Канарёв Ф.М. Начала физхимии микромира. Монография. 15-е издание. http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/139--iили http://www.micro-world.su/.

3. Канарёв Ф.М. Физхимия микромира. Учебник. http://www.micro-world.su/index.php/2012-03-08-17-51-29/566-2012-03-09-07-11-46.

4. 2000 ответов на вопросы о микромире. http://www.micro-world.su/index.php/2012-03-08-17-51-29/571-2000-----.

5. Мыльников В.В. Видео микромир. http://www.micro-world.su/index.php/2012-01-27-15-57-34.

Размещено на Allbest.ru