Добавил:
course-as.ru Авшаров Евгений Михайлович, ejen@course-as.ru Инвестор и Технический директор ООО 'КУРС-АС1', Москва, http://www.course-as.ru, Все наиболее важное обо мне:http://www.course-as.ru/Avsharov.html Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бычков. Зайцев. Математическое моделирование электромагнитных и гравитационных явлений.pdf
Скачиваний:
273
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
5.27 Mб
Скачать

( ), без использования упрощений, сделанных нами лишь для получения простых соотношений.

Если в установившемся режиме создать небольшое возмущение постоянного тока на одном конце провода и измерить время прихода этого возмущения на второй конец, то отношение

длины провода к данному времени даст оценку скорости движе-

много2.5 [мм ]

 

0.1 [А]

 

~1.8 10 [см/с]

 

ния эфира в нём. Согласно (127), скорость эфира в проводе сече-

нием меньше2

при токе

 

составляет

 

 

, что

скорости света.

Поэтому оценить время6

прихода

возмущения можно по задержке относительно светового сигнала. Подставив найденную( ) скорость и измеренную плотность тока в формулу для , находим . Результаты предлагаемого эксперимента послужат дополнительным доказательством существования эфира.

Ещё раз подчеркнём, что здесь рассмотрена и проанализирована лишь простейшая задача о постоянном электрическом токе в проводе. Постановка и решение более сложных задач, в том числе для переменноготока, позволят глубокоизучить механизм протекания электрического тока. Новые знания откроют путь к совершенствованию способов передачи тока и разработке новых устройств его генерации.

23.3.Эксперименты с униполярным генератором. Эффект Аспдена

Особый интерес к экспериментам с униполярным генератором вызван отсутствием в физике убедительного объяснения возникающей в нём э.д.с. Подобные трудности обычно указывают на необходимость учёта эфирных эффектов, так как современная физика полностью исключает их из рассмотрения. В п. 18.11 дана ясная эфирная трактовка появления э.д.с. в униполярном генераторе как результата возникновения обобщённой силы Жуковского в диске, вращающемся в магнитном поле.

398

С целью сравнения электронной и эфирной теорий проводимости и применения эфирной теории униполярного генератора (п. 18.11) к анализу экспериментальных данных авторы совместно с И.Н. Степановым и В.А. Чижовым сконструировали униполярный генератор и провели с ним ряд экспериментов. В основу конструкции положены идеи униполярной N-машины Брюса де Пальма, см., например: [125, с. 72–75]. Схема этой машины изображена на рис. 10.

Рис. 10. Схема N-машины Брюса де Пальмы.

Ниже приведено достаточно подробное описание установки иизмеренийтак,чтоаналогичныеэкспериментымогутбытьвоспроизведены в любой лаборатории15 [.мм]

На медную ось диаметром , соединённую через изолятор с электромотором, неподвижно посажены медный диск

399

толщиной 6.5 [мм] и вплотную к нему с15обеих[мм]сторон два магу =- 40нита[мм. Каждый] магнит имеет толщину и радиус

. Медный диск также имеет радиус у.

Подчеркнём, что использование медного диска большего, чем магниты, диаметра приводит к ослаблению генерируемого тока, так как в диске на выступающем за магнит участке возникает противоток из-за изменения направления магнитного поля около боковой поверхности магнита на противоположное.

Изменение магнитного поля на противоположное имеет место и на боковых поверхностях отверстия в центре магнита, рис. 10. Такое изменение также ослабляет ток, если снимать его на контакте с осью. Однако данное ослабление тока менее заметно из-за меньшей линейной скорости вращения около оси (201) при

.

Измерения магнитного поля проводились с помощью магни-

> 0

 

тометра ATE-8702, имеющего погрешность

. До

установки магнитов на ось определена величина магнитного

 

 

 

 

±0.0001 [Т]

поля при сближении их плоскостей на

 

 

. Величина поля в

этом зазоре составила

. Измерения параллельного оси

 

 

6.5

[мм]

 

вращения поля вблизи внешних плоскостей магнитов в смонти-

0.4 [Т]

 

рованной с медным диском конфигурации дали

.

Этополебыстроспадаетсудалениемотмагнитаинарасстоянии

 

 

0.34 ± 0.001 [Т]

~7

становится равным

. Перпендикулярное оси

вращения поле около плоской и боковой сторон магнита также

[см]

~0.01 [Т]

мало ~0.007

[Т]. Магнитное поле в месте расположения измери-

тельных приборов близко к нулю. Магнитное поле от электромотора на расстоянии, с которого начинается часть оси, имеющая проводящий контакт с магнитами, пренебрежимо мало. Результаты измерений магнитного поля в неподвижном и во вращающемся с разными угловыми скоростями состояниях установки

практически не различаются.

400

 

| |

 

Частота вращения дисков

 

определялась

тахометром

DT2234B. Величина угловой

скорости вращения

 

 

связана с

 

 

 

 

 

 

60частотой[рад/с] , измеряемой в [об/мин], соотношением | | = 2π/

.

Для повышения надёжности измерений использовались различные цифровые и стрелочные мультиметры, в том числе: UT71E, MAS838, M890G, SP-110. Мультиметр UT71E является

5-разрядным, MAS838 – 3.5-разрядным.

медных проводов сечением 1.5 [мм2] к оси вращения и внешнему обводу медного диска. Сопротивление контактов в месте

Показания приборов снимались с помощью подсоединения

прикосновения к вращающимся элементам установки контролировалось и не оказывало существенного влияния на измерения.

В неподвижном состоянии генератора измерение сопротивления участка цепи между осью и внешней стороной медного дискаспомощьюмультиметраUT71Eдалозначениепорядкапо-

грешности этого прибора – менее

 

. Измерения дру-

 

 

 

 

 

 

шунтов показали аналогич-

гими мультиметрами с применением0.009 [Ом]

2

 

цепи длиной

 

 

 

с сечением

0.17 10 [Ом∙ м]

 

ную величину. Оценка с использованием табличного значения

значение

 

0.08 [м]

 

 

−9

 

[мм ]

 

удельного сопротивления меди

 

 

на участке

 

 

 

 

 

 

контакта щупов 0.2

 

даёт

 

0.007

 

. Таким образом, согласно измерениям и тео-

ретическому

расчёту, сопротивление

рассматриваемого уни-

 

[Ом]

 

 

 

 

 

 

 

полярного генератора является малым. у

 

 

 

 

Из экспериментов известно, что магнитосопротивление

большинства металлов, в том числе меди, мало при температуре

2 [Т]

0

в постоянном по времени магнитном поле величиной до

 

~0.01 %

 

~20 С. Приращение сопротивления в таких условиях составляет

лишь

 

 

[121, с. 738, левая колонка, внизу]. Поэтому со-

противление медного диска, находящегося в униполярном генераторе между магнитами, остаётся практически таким же, что и вне магнитов.

Индуктивное сопротивление, согласно уравнению (189), не влияет на ток в установившемся режиме, когда параметры цепи перестают меняться во времени (см. также [28, с. 541]).

401

Таким образом, из-за малости у регистрируемый электри-

ческий ток может сильно зависеть от сопротивления подсоеди= Ж/- (нённойу + )к нему последовательно электрической цепи

.

Цифровые мультиметры обладают особенностью, которую необходимо учитывать при измерении электрического тока в униполярном генераторе. С помощью двух мультиметров, один из которых находится в режиме омметра, а второй в режиме амперметра, можно убедиться, что внутреннее сопротивление циф-

рового амперметра уменьшается с уменьшением чувствительно-

10000,

[10, ,А]

 

. В результате в режиме

 

 

в цепи, со-

 

−3

 

 

 

 

 

,

,

,

сти. Например, в мультиметре MAS838 режимам

 

105 15 6.4 0.7 [Ом]

 

10 [А]

 

 

 

 

 

соответствуют его внутренние

сопротивления

 

 

 

2

 

20

200

стоящей только из униполярного генератора и данного цифро-

вого амперметра, будет регистрироваться значительно больший

ток, чем в режиме

 

 

−3 .

 

 

с

 

 

до

 

 

 

При увеличении частоты вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 [10

 

А]

и ток, измеренные MAS838 в ре-

 

 

 

напряжение

 

жиме

 

 

 

, менялись

линейно с

 

 

200 ± 5

 

 

2500 ±

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

до

25 [об/мин]

 

 

 

 

 

Ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 [10

−3

А]

 

и с 0.051 0.001 до 0.687

0.001

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.00400 ± 0.0001

 

-

Линейная зависимость напряжения от угловой скорости в экспе−3

0.0710 ± 0.0005 [В]

 

 

 

±

 

 

 

±

 

[10 А]

рименте соответствует полученной вЖп. 18.11 аналитически формуле (202) для э.д.с. Жуковского . Изменение направления вращения приводило к изменению знака напряжения и тока на противоположный. При этом их абсолютные величины различались лишь в третьей значащей цифре.

Сопротивление участка цепи равно отношению измеренных на нём напряжения и тока. Для всех рассмотренных частот вра-

щения оно оказалось равным приблизительно

 

, что со-

2 [10 А]

 

 

MAS838 в

режиме

ответствует внутреннему сопротивлению

 

100 [Ом]

 

 

То есть сопротивление цепи, состоящей из униполяр-

ного −3генератора.

и цифрового амперметра,

определяется сопро-

тивлением амперметра.

402

Подчеркнём, что ток в цепи с униполярным генератором может быть очень большим даже при малой э.д.с. Например, в слу-

чае замыкания оси и внешнего обвода униполярного генератора,

 

= Ж/ у

 

 

0.071 [В] / 0.007 [Ом] =

сопротивление цепи определяется сопротивлением генератора и

10 [А]

 

 

2500 [об/мин]

 

ток

 

 

может составлять более

 

 

 

 

при частоте вращения

 

 

. Однако течению

такого тока может препятствовать повышенное сопротивление на контактах, которые могут хуже «пробиваться» при малом напряжении. На практике в контактах униполярных генераторов применяют жидкие проводники.

Электронная теория проводимости объясняет различные свойства вещества существованием и движением в нём электронов, см., например: [34, п. 147-150; 36, с. 376–378]. В классической электронной теории металлов предполагается, что движение электронов подчиняется законам классической механики Ньютона, взаимодействием электронов между собой пренебрегают, а взаимодействие электронов с положительными ионами кристаллической решётки сводят только к соударениям. Иными словами, электроны проводимости рассматривают как электронный газ, подобный идеальному атомарному газу молекулярной физики [34, с. 336; 36, с. 376].

Приведём экспериментальные факты, показывающие, что электрический ток в медном диске рассматриваемого униполярного генератора не объясняется вращением магнита и не объясняется электронной теорией проводимости.

1.Воздействие вращающегося вдоль оси север – юг постоянного магнита с цилиндрически симметричным относительно этой оси магнитным полем считается в физике, которая обобщает опытные факты, эквивалентным воздействию поля неподвижного магнита. Например, такое вращение не создаёт ток в униполярной машине с неподвижным медным диском [127; 157, п. 2, пример 1], не влияет

403

на иголку и на другой магнит [157, п. 3.2], не меняет расположение металлической стружки. Такой эффект можно объяснить тем, что даже при небольшой скорости вращения ток домена в относительно малой области пространства внутри магнита быстро сменяется током другого домена и поле вне магнита, определяемое очень большим количеством доменов, слабо зависит от этой замены. Таким образом, действие магнитного поля во вращающемся инеподвижномгенератореодинаково.Поэтомувращение магнита не объясняет появление тока в медном диске.

2.Электрический ток нельзя объяснить центробежным эффектом свободных электронов, так как тогда знак тока не зависел бы от направления вращения, а в эксперименте знак тока меняется при изменении направления вращения генератора.Кроме того, простой анализ, проведённый в п. 23.2.1, показывает, что свободные электроны в твёрдом проводнике при отсутствии сильных внешних воздействий могут отклониться от ионов кристаллической решётки лишь на расстояния, меньшие межатомных.

3.Эффект кругового движения электронов вместе с диском также не объясняет появление тока.

До начала вращения электрическое поле отсутствует. Если предположить, что свободные электроны начинают упорядоченно вращаться вместе с диском, то на них начинает действовать магнитная компонента силы Лоренца. Однако магнитное поле препятствует движению заряженных частиц поперёк него из-за возникновения ларморовского вращения под действием магнитной ком-

понентысилыЛоренца(магнитнаяловушка).Вуниполярном генераторе для линейной5 [мскорости/с] вращения электронов вместе[Т] с диском ~ поперёк магнитного. 1 поля 0.4 ларморовский радиус составил бы 7

404

10−11 [м], что значительно меньше среднего межатомного расстояния в меди (см. п. 23.6.1, с. 442). Электроны в таких условиях оказались бы запертыми магнитным полем в меди и не смогли упорядоченно двигаться в радиальном направлении. Поэтому радиальный электрический ток не должен был бы возникать при вращении. Не должно появляться и отсутствовавшее до начала вращения радиальное электрическое поле, так как по закону Ома оно пропорционально току.

Кроме того, если бы в униполярном генераторе ток переносили электроны в результате какого-то отличного от силы Лоренца эффекта, то при отключении продольного к оси вращения магнитного поля, препятствующего движению электронов по радиусу, наблюдался бы больший ток. Однако выключение магнитного поля не только не увеличивает ток, а, наоборот, уменьшает его до едва заметных значений [167].

В общем случае для проверки роли электронов в переносе электрического тока в проводнике можно предложить эксперимент, аналогичный [171, с. 478–480], в котором добиваются полного исчезновения анодного тока за счёт увеличения магнитного поля. Для проведения такого эксперимента требуется обеспечить возможность создания постоянного магнитного поля разной величины в поперечном к проводу направлении. Источник э.д.с. следует брать достаточно слабым, чтобы электрический член в силе Лоренца можно было сделать заметно меньше магнитного члена, в котором взята средняя скорость направленного движения электронов, рассчитанная по электронной теории проводимости. Если электрический ток в цепи не будет зависеть от величины поперечного к проводу магнитного поля, то не электроны определяют течение тока, так как, согласно уравнению движения заряда под

405

действием магнитной компоненты силы Лоренца, электрон запирается из-за ларморовского вращения и его движение вдоль провода в слабом электрическом поле значительно затрудняется. Следует ожидать, что предложенный опыт подтвердит эфирный характер электрической проводимости металлов, так как из эксперимента уже известно, что их магнитосопротивление в типичных условиях крайне мало [121, с. 738, левая колонка, внизу].

4.Электрический ток вуниполярномгенераторенельзя объяснить законом электромагнитной индукции, так как в рассматриваемой конструкции поток магнитного поля через плоскость замкнутой измерительной цепи (рамки) равен нулю. Более того, эксперимент с рамкой, вращающейся вместе с магнитом и диском (то есть неподвижной относительно них), показывает возникновение э.д.с. и тока, несмотря на то, что рамка в этом случае не движется

относительно поля.

Итак, во вращающемся состоянии генератора в медном диске действует то же магнитное поле, что и в неподвижном состоянии. Возникающий ток нельзя объяснять центробежным движением электронов или их вращением вместе с диском. Закон электромагнитной индукции даёт нулевой ток. Однако электрический ток при вращении наблюдается. Таким образом, электронная теория проводимости не может объяснить появление тока в униполярном генераторе, то есть не электроны являются основным носителем тока. Требуется другая модель для описания механизма данного эффекта.

Теория эфира даёт простое и понятное объяснение возникновению электрического тока в униполярном генераторе. Поскольку э.д.с. не объясняется движением электронов, то вращающийся диск должен создавать круговое течение= 0 эфира с ненулевой линейной скоростью , иначе при э.д.с. отсутство-

406

вала бы, как и в случае невращающегося диска. Наложение кругового течения эфира на вихревое течение магнитного поля приводит к появлению в радиальном направлении обобщённой силы Жуковского (121), которая создаёт различные давления эфира на оси и обводе диска, возникает э.д.с. Жуковского (202). Появляется сильно завихренное (125) течение эфира в радиальном направлении – электрический ток.

Круговое движение эфира, обусловленное вращением структурных элементов диска, в сочетании с радиальным, вызванным силой Жуковского, образует в медном диске униполярного генератора спиралевидное течение эфира. Оценим параметры этого течения.

Измерение напряжения, угловой скорости и магнитного поля позволяет с помощью формулы (202) вычислить значение параметра , описывающего радиальное распределение танген-

циальной скорости эфира

(201). Величина

определяется

 

 

 

структурой материала диска, через который течёт радиальный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поток эфира. Значение

оказалось равным 1.3 для всего рас-

смотренного диапазона частот вращения

 

 

. Функция

 

при

 

 

 

на отрезке [200,2500] [об/

близка к линейной. То

есть эфир вращается почти так же, как

мин]

 

( / )

 

= 1.3

 

[0.75,4] [см]

диск. Нелинейность при малых

можно объяснить меньшей ли-

нейной скоростью вращения диска

вблизи оси, при которой кру-

говому движению структурных элементов материала диска ста-

так как

 

 

, если

 

.

≠ −1

 

 

 

 

 

новится сложнее вращать эфир со скоростью .

 

 

 

 

× 0

 

≠ −1

 

 

создаёт вихрь в эфире,

Униполярный генератор при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина магнитного поля, со-

ответствующая этому вихрю, вычисляется по формуле (20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(288)

,

 

 

407

 

 

 

~ 0

 

Вектор

 

направлен вдоль оси вращения

в случае плотности

эфира

не зависящей от координаты вдоль этой оси. Для

 

 

,

где – плотность невозмущённого эфира (221), при частоте

 

0

 

 

 

в

рассматриваемом

униполярном генераторе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2500 [об/мин]

 

(см. также п. 23.6.6), что много меньше вели-

чины поля магнитов−4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

| | ~ 4 10

[Т]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измеренная плотность радиального электрического тока

позволяет найти по формуле (127) скорость эфира в радиальном

направлении

 

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

При частоте

 

 

 

 

 

,0получаем

 

 

 

. Ради-

альная

скорость сопо тавима с линейной скоростью вращения

 

 

= 2500 [об/мин]

 

 

 

±3 [м/с]

 

 

края диска

 

 

 

 

 

при той же частоте

 

, но при уменьше-

нии

сопротивления цепи (амперметра) радиальная скорость мо-

 

 

±10 [м/с]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жет значительно превышать линейную.

 

 

 

 

 

 

Интересные эксперименты на большом униполярном гене-

раторе с электромагнитом представлены на видео [158]. В этих

экспериментах при частоте вращения

 

 

 

создавался

значительный ток

 

при

напряжении

 

. Отключение

 

 

6000 [об/мин]

 

и включение

электромагнита приводило к изменению вырабаты-

 

5000 [А]

 

 

 

1 [В]

 

 

ваемого тока с нуля до

 

, но практически не влияло на

5000 [А]

мощность потребления электроэнергии мотором, вращающим

нитного поля из ниоткуда возникала мощность 5000 [Вт]. Такой результат объясняется созданием униполярным генератором

генератор. Выглядело так, что после повторного включения маг-

устойчивого вихря в эфире, который вследствие закона сохранения вихревого импульса (момента магнитного поля), см. п. 10, стремится сохраниться при выключении магнитного поля. В результате при повторном включении магнитного поля требуется значительно меньше энергии от привода для поддержания эфирного вихря, создающего5000 [А] при взаимодействии с вихрем магнитного поля ток .

408

Сохранением вихревого импульса можно объяснить и эксперимент Аспдена [159; 125, с. 69]. В этом эксперименте анализировалась энергия электромотора, затрачиваемая на приведение вовращениемассивногомагнита. Утверждается,чтоэнергия,необходимая для раскрутки магнита, оказывается в 20 раз больше энергии раскрутки немагнитного материала той же массы и формы,апослеостановкииперезапускасистемы,непозднеечем через минуту, требуется для раскрутки магнита в 10 раз меньше энергии.Ксожалению,авторамнеудалосьнайтиподробноеописание экспериментов Аспдена, позволяющее их воспроизвести. Тем не менее в п. 23.6.4 экспериментально продемонстрирована возможность создания фантома в эфире.

23.4.Импульс электромагнитных волн. О двигателе

EmDrive

Наблюдаемый в экспериментах корпускулярно-волновой дуализм электромагнитной волны имеет простую эфирную интерпретацию. В эфирном представлении электромагнитной

волны корпускулярное воздействие относится к проявлению

 

,0

 

 

 

продольной компоненты скорости волны (см., например, компо-

ненты

 

и

 

формулах (80), (214)), а волновые эффекты – к

проявлению поперечной компоненты скорости.

Эксперимент Подклетнова по противодействию гравитации объясняется передачей импульса эфира объекту, см. п. 23.10.1.

В физике перечисленные эффекты не находят ясного объяс-

нения.

 

 

ющий через

 

 

Для полноценного восприятия импульса квазипостоянного

потока эфира

 

необходим материал, плохо пропуска-

 

себя эфир (см. в этой связи п. 23.10.2, 23.10.3), или,

согласно уравнению движения (23), заслон в виде сильного градиента давления эфира.

409

Соседние файлы в предмете Эфиродинамика