Подчеркнём, что эффект вихревого силового воздействия потока на объект имеет место и в несжимаемой среде, когда отсутствует лобовое сопротивление набегающему потоку (пара-

докс Даламбера [26, п. 100; 15, с. 172, 303]).

12. Электрический ток в проводниках

Тесная взаимосвязь в эфире магнитного поля, имеющего ненулевой ротор, и тока рассмотрена в п. 7–9. Показано, что электрический ток обусловлен, в первую очередь, потоком эфира, а возможное направленное движение заряженных частиц является вторичным эффектом.

В соответствии с эфирным представлениемуравнения Максвелла (34), наличие электрического тока означает течение эфира с ненулевым ротором ротора:

(125)

Вп. 7–9, требовалось лишь определённое поведение плотности и скорости эфира, а наличие каких-либо материальных структур,удерживающих электрический ток, не предполагалось.

Вданном разделе рассмотрим эфирную (газогидродинамическую или механическую) трактовку протекания тока в материальном носителе, представляющем собой проводник электрического тока. Изучение особенностей протекания эфира в проводнике требует детальных экспериментальных и теоретических исследований. Здесь остановимся лишь на общем анализе этого процесса. Из всего разнообразия свойств проводников обсудим одно из наиболее важных – способность удерживать и направлять поток эфира.

145

Прежде всего, отметим, что существование установившегося вихревого движения может обеспечиваться градиентом давления при пониженном давлении в его центре (см., например:

[15, с. 299]).

Внутренняя часть хорошего проводника обычно имеет упорядоченную (регулярную) структуру, состоящую, например, из атомов. Естественно предположить, что эта структура не препятствует или даже способствует вихревому течению потока эфира (125), соответствующего электрическому току. Вблизи границы регулярная структура проводника неизбежно искажается. Поэтому непосредственно на границе эфиру становится труднее течь, по крайней мере, в продольном направлении. В потоке эфира возникает приграничный (скиновый) слой. Если бы такого слоя не было, то значительная часть потока эфира могла бы выйти на изгибе проводника, чего не наблюдается в эксперименте.

Таким образом, способность проводника удерживать и направлять поток эфира можно связать с его внутренней регулярной структурой и образованием скинового слоя.

В общем случае скиновый слой не полностью изолирует поток эфира внутри проводника, так как вне проводника с током наблюдается магнитное поле, то есть поток эфира. Причём, согласно закону Био – Савара (100), (101), магнитное поле в заданной точке формируется как вклад от всех частей проводника, хотя и с разным весом. В эфирной трактовке магнитное поле вокруг проводника возникает как вихревой поток эфира (20), индуцированный текущим по проводнику потоком эфира с ненулевым ротором ротора (125).

Если внутренняя структура материала приводит к ускорению движения эфира внутри проводника при сохранении плотности эфира, то, в соответствии с уравнением состояния (или теоремой Бернулли), давление эфира внутри проводника умень-

146

шается по сравнению с внешним давлением и поток эфира оказывается поджатым снаружи. Появляется дополнительный к пониженному давлению в вихре эффект, способствующий удержанию потока эфира внутри проводника.

Переменный электрический ток отличается от постоянного наличием зависимости плотности потока эфира от времени.

На макроуровне атомные или молекулярные свойства проводника описываются диэлектрической и магнитной проницаемостью среды и её электрической проводимостью (см., напри-

мер: [28, с. 339]).

В зависимости от свойств материала, создаваемый извне поток эфира (110) может ослабляться или усиливаться внутри проводника. Данный эффект описывается условиями на поверхности разрыва (93)–(96). Наведённый в проводнике ток сам начинает создавать магнитное поле, которое влияет на приложенное поле. В частности, возникает эффект самоиндукции (см., напри-

мер: [28, с. 273]).

Эфирная трактовка протекания электрического тока в проводниках приводит к очень важному выводу. Магнитное и электрическое поля с эфирной точки зрения являются производными от плотности потока эфира (20), (21). Поэтому рассмотрение только электромагнитного поля внутри проводника не учитывает эффекты, связанные с постоянным потоком эфира, который можетбытьбольшим,нонедающимвкладвмагнитноеилиэлектрическое поле из-за нулевых (или малых) пространственных производных. Однако по аналогии с газовой и гидродинамикой естественно предположить, что, например, при торможении пространственно изотропного потока эфира должны возникать заметные эффекты.

Способы генерации завихренностей в сплошной среде рассмотрены, например, в [17, п. 6; 23, гл. 5].

Раскрытое в п. 15 и других разделах данной книги единое происхождение электрических, магнитных и гравитационных

147

явлений позволяет надеяться на возможность создания технических устройств, преобразующих неэлектромагнитный (например, постоянный) поток эфира в электромагнитный, который учёные уже научились применять для решения практических задач.

12.1. Токи вне и внутри проводников. Законы Ампера

Закон Ампера определяет силу, действующую со стороны магнитного поля, на элементарный элемент тока (см., например: [28,с.211]).Этот закон установленэмпирически.Вфизике закон Ампера объясняется одинаково и для свободного пространства, и для проводников как движение заряженных частиц под действием силы Лоренца.

Эфирная трактовка движения заряженной частицы в электромагнитном поле под действием силы Лоренца дана в п. 16.1 как результат воздействия обобщённой силы Жуковского со стороны потока эфира на завихренность вокруг заряженной частицы. Покажем, что закон Ампера для проводников также можно объяснить возникновением обобщённой силы Жуковского в вихревых потоках эфира.

Воспользуемся результатами п. 11, а именно формулой (120) для силы взаимодействия двух потоков эфира. Покажем, что закон Ампера является следствием формулы (120), а значит, и следствием второго закона Ньютона. Сразу отметим, что при выводе формулы (120) наличие проводника не предполагалось. Поэтому объяснение закона Ампера для проводников может быть дано без привлечения заряженных частиц. Движение заряженных частиц в проводнике если и происходит, то должно рассмат-

Рис. 2. Схема двух проводников.

149

величина заряда одной частицы (носителя) (см., например: [28, с. 211]).

В эфирной интерпретации закона Ампера примем, что плотность электрического тока в проводнике в отсутствие внешнего воздействия равна

может быть описано в (127) добавлением источника скорости или тока.

В сопоставлении с электронно-кинетической теорией элек-

(127) приводит к известным из эксперимента законам Ампера. В соответствии с методологией математического моделирования, это обосновывает возможность применения модели (127).

согласно эфирному

определению электрического тока, мы не связываем с течением электрического тока. Ниже получена оценка, подтверждающая1 правильность такого подхода: показано, что скорость эфира внутри области электрического тока «обычно» значительно выше, чем снаружи (см. формулы (135), (136)). Поэтому сила

например,если

первый проводник с током находится внутри второго проводника с током.

151

Сравнивая формулу (128) с законом Ампера (см., например: [28, с. 211]), заключаем, что её можно интерпретировать как эфирное обобщение закона Ампера.

Обобщённый закон Ампера (128) установлен исходя из закона сохранения момента магнитного поля (сохранения вихревого импульса эфира), полученного в п. 10. Поэтому в основе механизма возникновения силы, действующей на электрический

магнитного поля получен в п. 10 как следствие второго закона Ньютона. Поэтому закон Ампера является следствием второго

152

1∆В~предположении1 12 → 0 ограниченности∆ → 0 1 2 в точках шнура и при , где – расстояние от центра

шнура в поперечном направлении, в пределе получаем

Ниже будет показано, что второй член в выражении (128) «обычно» является малым. Поэтому формулу (128) можно записать как

«обычно» является малым, и получим выражение второго закона

Ампера для силы, возникающей между двумя тонкими проводниками. 2

Рассмотрим случай, когда скорость создана магнитным полем прямолинейного тонкого проводника с током (см. фор-

мулу (105))

2 = 22 2,

153

где ( 2, 2, 2) – цилиндрическая2, 2система, 2 координат2 с единичными базисными векторами и осью , совпадающей

с осью второго проводника (см. рис. 2).

Из определения магнитного поля (20) имеем

уравнению Максвелла в форме (34) (в каждой точке среды скорость в непрерывном поле скоростей определя-

Уравнение (133) получено взятием ротора от уравнения движения (23) и в результате содержит лишь часть информации исходного уравнения (23). Поэтому уравнения (133) и (23) надо рассматривать совместно.

Отметим, что формула (136) получена с помощью предель-

ного перехода к бесконечно тонкому проводнику и поэтому применима, начиная1с некоторого6 расстояния от него.

Константы ,…, должны определяться исходя из дополнительных условий на границах проводника и его внутренней структуры. Другие примеры расчёта токов даны в п. 12.4, 23.2.3.

Видно, что внутри области электрического тока при малых

сти 1 именно внутри области электрического тока.

156

Дляподынтегральноговыражениявовторомчленеформулы

(130) имеем

первого проводника второй член в (130) вдали от особенностей «обычно» является малым и формула (130) для силы, действующей на первый проводник, принимает вид

Данное выражение совпадает с известной в физике формулой для силы, действующей на участок1 первого тонкого криволинейного проводника с током со стороны второго тонкого2 прямолинейного бесконечно длинного проводника с током

(см., например: [36, с. 435; 28, с. 216]).

Несмотря на то что в «обычных условиях» второй член в выражении (130) мал, было бы важно аккуратно проверить в экспериментах его наличие и величину вклада в результирующую силу. Такая проверка позволит получить дополнительное подтверждение правильности понимания первопричины механизма взаимодействия токов как взаимодействия потоков эфира.

157

импульса эфира, успешно применяется для решения сложных практическихзадач,напримероравновесииплазмывмагнитных ловушках [57 или 58, п. 1.1], причём для электрических токов в отсутствие металлических проводников внутри плазмы.

Равенство градиента давления нулю означает изотропность в пространстве плотности энергии при таких движениях.

Данный пример показывает возможность возникновения силового воздействия (обобщённой силы Жуковского, с. 142) в от-

сутствие градиента давления. Кроме того, обращение градиента давлениявнольнанекоторомрешенииозначает= 0 ,что= 0оноудовле= 0 - творяет и макроуровневым (4)–(6) (при , , ), и

микроуровневым (1)–(3) уравнениям эфира.

ЭфирноепониманиезаконаАмперакаквзаимодействиявихревых течений позволяет объяснить кажущееся парадоксальным поведение двух элементарных проводников с током, расположенных на пересекающихся перпендикулярных прямых линиях: одинпроводникдействуетнавторойснекоторойсилой,авторой не действует на первый (см., например, формулы в [32, с. 67; 36, с. 435]). Однако третий закон Ньютона при этом не нарушается, так как в силовом взаимодействии участвуют не проводник с проводником, а поток эфира (магнитное поле), созданный одним проводником, с потоком эфира, текущим в другом проводнике. Третий закон Ньютона выполнен между областью наложения этих потоков и внешней по отношению к ней средой, а не между областью наложения потоков и находящимся на удалении проводником. В случае нулевой силы и первого проводника бесконечно малой длины второй проводник в рассматриваемом примере просто не создаёт магнитное поле в месте расположения

158