Продольное действие скалярного магнитного поля на проводник с током

21.04.2017 г.

Выражаю благодарность всем оппонентам за указание на неточности в моей предыдущей работе, благодаря чему удалось обнаружить и устранить ошибки и неточности в опытах. Например, посетитель моего канала под ником Дед Алекс указал на возможность присутствия в опыте, показанном в ролике на 22:23 минуте, который представлен ниже на Фото 1.

Фото 1

В частности, он заметил (на что я не обратил внимание), что диаметр горизонтального канала почти сравнялся с верхней плоскостью двух дисковых магнитов Николаева (вместо того, чтобы находиться ровно посередине их высоты). Так как я занимаюсь исключительно скалярным магнитным полем Николаева и глубоко не интересуюсь проявлениями векторного магнитного поля, я и не подозревал о существовании МГД-эффекта, поэтому пренебрёг правильным расположением магнита. И когда Дед Алекс попросил проверить эту свою версию, вначале я не понял, чего он хочет, так как вовсе не предполагал участия в этом опыте векторного магнитного поля.

Дед Алекс предположил, что при поднятии магнита на 6÷8 мм в опыте на Фото 1, это должно отразиться на поведении уровня жидкого металла в вертикальных каналах. То есть, в данном опыте, при неизменной полярности источника тока и расположении полюсов магнита, в результате изменения высоты расположения магнитов, подъём уровня должен смениться его опусканием. Я проверил его предположение, и оно подтвердилось.

Смотрим видео фрагмент №1:

В ролике хорошо видно, что, изменяя высоту расположения магнита Николаева выше и ниже горизонтального канала, действительно, действие векторного магнитного поля на проводник с током, приводит к изменению уровня так, что повышение уровня сменяется на его понижение. Наконец, при совмещении середины (стенки Блоха магнитов), с серединой горизонтального канала, эффект изменения уровня жидкого металла в каналах исчезает. Вариант этого фрагмента опыта показан ниже на Фото 2. Таким образом, моя ошибка заключалась в том, что я:

  1. не учёл влияние МГД-эффекта (точнее его изнанку);
  2. пренебрёг высотой расположения магнита.

В результате такого положения магнита, влияние со стороны векторного магнитного поля напроводник с током увеличилось, по сравнению со скалярным магнитным полем, и оказалосьпреобладающим. Теоретически, если принять полную энергию магнитного поля (например, движущегося заряда) равной 1, то 2/3 этой энергии приходится на векторное магнитное поле, а 1/3 приходится на скалярное магнитное поле (2/3 + 1/3 = 1). Отсюда хорошо видно, что влияние скалярного магнитного поля всегда меньше векторного на 1/3. Поэтому, при указанном выше смещении расположения магнита, участие скалярного поля при несимметричном положении магнита становится ещё меньше.

Фото 2

В ролике наглядно показано, что при таком расположении магнита Николаева, изменения уровней жидкого металла в вертикальных каналах не наблюдается. На Фото 2 приведён соответствующий кадр из видеоролика. Но в предыдущем ролике я ведь стремился показать совсем другое – действие на проводник с током не векторного, а скалярного магнитного поля. Но, в результате допущенной неточности в расположении магнита, я показал влияние векторного магнитного поля. Чтобы показать то, что было запланировано, горизонтальный канал должен проходить ровно посередине высоты магнитов, как на Рис. 1 ниже.

Рис. 1

В опыте реальная высота дисковых магнитов составляет 10 мм. Поэтому центр горизонтального канала должен находиться на высоте 5 мм от основания устройства, а в моём устройстве его центр располагается на высоте 8,5 мм от основания, что на 3,5 мм выше, чем нужно. В результате этого на Фото 1 видно, что верхний край горизонтального канала практически совпал с верхней плоскостью магнита Николаева.

Чтобы исправить эту свою ошибку и другие неточности, связанные, например, с неправильной формой магнитов, мне пришлось взять магниты правильной формы из материала самарий-кобальт, заменить ими все прежние магниты и снова повторить этот опыт. Для правильного согласования высоты магнита и горизонтального канала, я подвёл под магниты подкладки толщиной 3,5 мм, чтобы горизонтальный канал был расположен ровно посередине магнита, как показано на Рис. 1. Позже надо будет заново переснять опыт предыдущего ролика.

Но мы знаем, что при совмещении стенки Блоха магнитов (середина их высоты) с серединой горизонтального канала, при совмещении центра магнита Николаева с одним из каналов, должно возникать продольное взаимодействие проводника с током и мы должны наблюдать изменение уровней в вертикальных каналах. Чтобы вызвать изменение уровней в вертикальных каналах, расположение магнита Николаева должно быть таким, как показано на Фото 3.

Фото 3

Результаты опыта представлены в видеофрагменте №2:

Хочу особо обратить внимание уважаемых посетителей моего канала, что в моём исполнении всё работает. Если у кого-то не будет получаться тот или иной опыт, следует повторить свойства скалярного магнитного поля и изучить свойства материалов, применяемых в опытах. Это очень важно. Теперь переходим к другой теме.

Два вида взаимодействия скалярного магнитного поля.

Начнём с повторения того, что:

1) любое физическое явление, основанное на магнитном поле, всегда происходит с одновременным участием двух видов магнитных полей – векторного и скалярного.

Диаграмма этих двух составляющих любого магнитного поля (выражаю большую благодарность её автору) представлена на Рис. 2.

Рис. 2

Коричневым цветом обозначена зона влияния векторного магнитного поля у движущегося электрического заряда. Она представляет собой бублик (тор) и на рисунке показана в разрезе. Синим цветом обозначена отрицательная зона скалярного магнитного поля, а красным цветом – его положительная зона. Это две пространственные производные векторного потенциала магнитного поля, который и вычислил Г. В. Николаев, в результате чего им было открыто сначала теоретически, а затем доказано экспериментально существование скалярного магнитного поля. Обе зоны скалярного поля представляют собой подобие гантели без ручки, вытянутой вдоль направления движения заряда. Хорошо видно, что вектор скорости отрицательного заряда совпадает с положительной зоной скалярного магнитного поля. У положительного заряда, наоборот, он совпадает с отрицательной зоной. Идём дальше.

2) магнит Николаева всегда может быть представлен его эквивалентом – участком цепи с током. Смотрите Рис. 3.

Рис. 3

Сверху на рисунке показаны три вида магнитов Николаева, а внизу представлены три вида их эквивалентов. Теоретически и на практике (если позволяет величина тока) мы имеем право заменить любой магнит Николаева проводником с током. Результат будет таким же, при условии, что величина тока в эквиваленте магнита Николаева будет сопоставима с его магнитной индукцией. На Рис. 3 эти проводники обозначены коричневыми отрезками, концы которых отмечены полярностью подключения положительных и отрицательных клемм источника тока, а также расположения зон скалярного магнитного поля для каждого из магнитов.

Замена магнита Николаева его эквивалентом поможет нам упростить решение некоторых теоретических или практических задач. Все, наверное, уже посмотрели видеоролик на моём канале под названием «Продольное взаимодействие тока и магнита Николаева-1» общий вид опыта показан ниже на Фото 4.

Все обратили внимание, что при подаче тока в проводник, магнит Николаева немного приподнялся на подвесе. Если заменить магнит Николаева его эквивалентом, то можно легко увидеть сходство этого опыта со взаимодействием двух параллельных проводников с током. По правилу Ампера между ними должно возникнуть поперечное (к проводнику и току) силовое взаимодействие. В случае со направленных токов, проводники, по известному закону Ампера, притягиваются друг к другу, и наоборот - если токи разнонаправленные, то проводники отталкиваются друг от друга. Это показано на Рис. 4.

В случае разнонаправленных токов, магнит Николаева, наоборот, должен опуститься, но из-за отсутствия у меня нужных приспособлений, я пока не могу показать этот опыт, но обязательно покажу его в будущем.

Фото 4

На Фото 4 видно, что магнит Николаева не только отклонился от упора влево вдоль проводника, но и немного приподнялся вверх к проводнику. Если не помните, то посмотрите ещё раз ролик «Продольное взаимодействие тока и магнита Николаева-1» на 7:15 мин. Как уже было сказано, причина этого подъёма заключается в том, что два тока оказались со направлены, следовательно, по правилу Ампера они притянулись друг к другу, что мы и наблюдали в опыте.

Рис. 4

На Рис. 4 не показано продольное взаимодействие проводников с током, а только поперечное в виде силы Ампера. На картинке, помещённой в левом верхнем углу этого же рисунка взятой из Интернета видно, что взаимодействие между двумя параллельными проводниками осуществляется через магнитные силовые линии. Наш случай представлен вариантом а) на Рис. 4.

Надо добавить, что из-за временного отсутствия у меня нужных приспособлений, данный опыт не удаётся провести так, чтобы проводник находился ровно посередине высоты магнита Николаева, из-за притяжения его к проводнику с током то влево, то вправо от центра. Кроме того, он является полным аналогом опыта, показанного в ролике «Регистрация скалярного магнитного поля», фрагмент которого показан ниже на Фото 5.

Фото 5

Разница между этими двумя опытами заключается в том, что в опыте с проводником сила взаимодействия с током значительно слабее, чем в опыте с двумя магнитами Николаева. Причина этого заключается в разнице скоростей движения зарядов. В проводнике, как известно, скорость движения зарядов крайне низка и достигает в меди значения 5·10-4 м/сек, в то время, как скорость движения микротоков в магните очень велика. Скорость движения заряда входит в первой степени в формулу для вычисления силы взаимодействия зарядов.

Изучение смешанного взаимодействия скалярного и векторного магнитных полей.

Итак, дальше нас будут интересовать такие взаимодействия, в которых обязательно будет участвовать скалярное магнитное поле. Таких вариантов насчитывается только два – продольное силовое взаимодействие двух скалярных полей и смешанное – поперечное силовое взаимодействие скалярного и векторного магнитных полей. Рассмотрим их по отдельности.

В качестве первого примера продольного взаимодействия двух скалярных магнитных полей, снова рассмотрим опыт, показанный в ролике «Продольное взаимодействие тока и магнита Николаева-1», схема которого показана ниже на Рис. 5. Эллипсами показаны зоны скалярных полей (малые эллипсы представляют СМП магнита Николаева или его эквивалента).

Рис. 5

Теперь рассмотрим взаимодействие двух проводников с током, расположенных под углом, например, 90º друг к другу.

Рис. 6

На Рис. 6 показан случай такого взаимодействия. Вертикальный проводник – это эквивалент магнита Николаева, который торцом приставлен к горизонтальному проводнику таким образом, что может скользить по нему, сохраняя с ним при этом электрический контакт. При подаче тока по обоим проводникам, на них начнут действовать силы. На вертикальный проводник со стороны горизонтального проводника будет действовать сила Ампера, направление которой показано на Рис. 6. А силой реакции со стороны вертикального проводника на горизонтальный проводник будет сила Николаева, представляющая собой взаимодействие через скалярное магнитное поле. Данный случай представляет смешанное взаимодействие двух магнитных полей – векторного и скалярного магнитных полей. Направление движения отрицательных зарядов показано на рисунке вектором V.

Сверху к вертикальному проводнику можно приставить ещё один горизонтальный проводник, параллельный нижнему. Как известно, такая система из трёх проводников с током называется рельсотрон. При этом направление движения вертикального проводника будет сохраняться. Полный аналог такого опыта (при замене всех проводников с током на магниты Николаева) представлен в ролике под названием «Движение магнитов поперёк силовых линий магнитного поля». Он есть на моём канале. Фрагмент из него представлен на Фото 6.

Фото 6

Чтобы раз и навсегда разобраться в этом, разберём элементарный пример взаимодействия двух одноимённых электрических зарядов, движущихся под углом 90º друг к другу. Данный пример является иллюстрацией известного парадокса в физике – нарушения третьего закона Ньютона.

Рис. 7a

Получается, что на заряд а со стороны заряда б действует магнитное поле, в результате этого возникает сила Лоренца, показанная красной стрелкой. Но со стороны заряда а на заряд б отсутствует действие магнитного поля, так как он находится вне его зоны. Смотрите рисунок выше. Вот вам и парадокс!

Рис. 7б

Этим парадоксом много лет занимались знаменитые физики, такие, например, как лауреат нобелевской премии И. Е. Тамм и некоторые другие, однако, удовлетворительного разрешения этот парадокс так и не получил. И только в результате взятия двух пространственных производных векторного потенциала магнитного поля и их правильной интерпретации, Г. В. Николаеву удалось, наконец, разрубить этот «гордиев узел» и найти практическое применение второй производной векторного потенциала, которую он предложил назвать скалярным магнитным полем.

Теория и практика показывают, что в подавляющем количестве случаев, во всех физических явлениях с участием магнитного поля, участвуют оба вида магнитного поля. Как уже было сказано ранее, само по себе скалярное магнитное поле наполовину слабее векторного магнитного поля. Это вычислил Г. В. Николаев. Постановка некоторых опытов делает проявление скалярного магнитного поля ещё более слабым. Однако, в некоторых опытах, наоборот - скалярное магнитное поле является преобладающим над векторным магнитным полем. Например, в тороидальной катушке, где векторное магнитное поле становится скомпенсированным и сосредоточенным в сердечнике, например, тороидального трансформатора.

Некоторые посетители канала недоумевают: зачем возиться с этим скалярным магнитным полем, если оно так слабо? Надо понять разницу между двумя магнитными полями, а это можно сделать только при условии тщательного изучения свойств скалярного магнитного поля.

Например, сегодня уже известно, что скалярное магнитное поле невозможно ничем экранировать. Скорость распространения скалярных магнитных волн в разных средах различна, а в пространстве (физическом вакууме) они распространяются с огромной скоростью, превышающей скорость света. Измерения Н. Тесла, показали превышение в 1,5 раза (неизвестно, правда, в какой среде он измерял). Кроме того, очень важно понимать, что это поле распространяется в пространстве и других средах в виде продольных, а не поперечных волн, подобно звуковым волнам! Вспомните: «Вначале было Слово...», а слово - это звук!

Так, что делайте выводы, друзья!

Изучением свойств скалярного магнитного поля люди будут заниматься ещё много лет.

Изучением его свойств планирую заниматься и я, и по мере появления новых результатов буду стараться делиться ими со всеми вами.

В конце этой работы я хотел бы показать ещё два небольших опыта со смешанным взаимодействием двух магнитных полей, пример которого мы теоретически рассмотрели с вами выше.

Смотрим видео фрагмент №3:

В ролике хорошо видно, что магнит Николаева расположен иначе, чем в предыдущих опытах. Его эквивалент как раз и представляет собой вертикальный отрезок проводника, имеющий связь с горизонтальным проводником, схема которого приведена на Рис. 6. Направление тока в опыте остаётся неизменным, а полюса магнита Николаева в нём хорошо показаны.

Важно отметить, что изменение расположения магнита Николаева в вертикальном направлении, в отличие от ранее показанного в ролике МГД-эффекта, более не оказывает влияния на поведение уровня жидкого металла в вертикальных каналах. Так же на него не оказывает значительного влияния и изменение расположения магнита Николаева в горизонтальном направлении!

Смотрим видео фрагмент №4:

На этом просмотр опытов заканчивается. Следует сказать ещё несколько слов. Ампер был первым, кто начал изучать силовое взаимодействие проводников с током. Но сегодня известны лишь его опыты с демонстрацией взаимодействия параллельных проводников с током, Рис. 8.

Рис. 8

На этом рисунке видно, что проводники либо притягиваются, если направления токов в них совпадают, либо отталкиваются – если направления токов не совпадают. Сам Ампер придерживался взгляда, согласно которому магнитное поле не имеет самостоятельного существования. В самом деле, силовое взаимодействие параллельных проводников здесь осуществляется без участия магнитов. По Амперу, магнитное поле представляет собой лишь эффекты, возникающие при движении электрического тока! Но в итоге была принята иная точка зрения, предложенная Фарадеем и его сторонниками, которые утверждали, что магнитное поле имеет самостоятельное существование. Так, вместе со взглядом Ампера на электрическую природу магнитного поля, были «похоронены» другие его опыты, где он демонстрировал продольное взаимодействие проводников с током.

Следует признать, что продольное взаимодействие тока и проводника с током первым открыл именно А. М. Ампер, выполнив несколько теперь малоизвестных опытов. Схема одного из этих опытов, взятая из книги А. Томилина «Обобщённая электродинамика», показана на Рис. 9.

Рис. 9

В стеклянный сосуд с перегородкой была налита ртуть. Образованные две ёмкости оказались гальванически не связанными между собой. К каждой из них подключались клеммы от источника тока. В сосуд со ртутью помещался П-образный проводник, покрытый электрической изоляцией, кроме двух его торцов. Они-то и образовывали электрический контакт со ртутью, а сам проводник при этом мог в ней свободно плавать. При подаче электрического тока проводник приходил в движение вдоль перегородки, то есть вдоль тока в проводнике. При этом, изменение полярности источника тока не приводило к изменению направления движения проводника.

Рис. 10

Был поставлен и другой опыт Ампера, демонстрирующий равновесие силового действия токов, представленный на Рис. 10. В те далёкие времена объяснение этим опытам ни Ампер, ни его единомышленники найти не смогли, равно как не смогли и обосновать явление продольного взаимодействия проводников с током.

Настоящая основа для теоретической и практической работы со скалярным магнитным полем была заложена Г. В. Николаевым, ну, а теперь ещё и вашим покорным слугой - на примере ряда частных опытов, предоставленных вашему вниманию. Остаётся только сложить дважды-два и начать практически использовать свойства скалярного магнитного поля.

Ожидать того, что наша Академия Наук примет во внимание работы Николаева, следовательно, признает изложение электродинамики и магнитного поля неполным в российских учебных заведениях, я думаю, нереально. Академиков можно понять – слишком много лет наука двигалась по пути, который является лишь частным случаем более общего пути. А проводить вовремя реформы тоже нельзя, так как государство и другие структуры требуют от науки в первую очередь отражать идеологию государства. Но, даже и при очередной смене строя государства, реформы также запаздывают. Постепенно накапливаются противоречия. Поэтому признать сейчас свою ошибку, следовательно, признать, что учёные мужи даром едят свой хлеб, думаю, будет очень непросто. Должно случиться что-то из ряда вон выходящее, прежде чем произойдёт смена старой парадигмы новой, её объемлющей.

Кроме того, «притянутый за уши» принцип, под названием Бритва Оккама, применяется где надо и где не надо, позволяя людям без меры спекулировать понятиями. Он не позволяет вести конструктивную аргументацию и является хорошей лазейкой в руках авторитетов. Где это удобно, они этим принципом пользуются, а где неудобно – пренебрегают им. Зато многие учёные, обладающие большим авторитетом, благодаря этому принципу, с успехом «сводят на нет» доводы своих оппонентов. При этом никто не задаётся вопросом: а в каких исторических условиях был принят этот принцип, и, главное - чьим интересам он служил? А надо бы. Сама формулировка этого принципа сильно отдаёт мистикой, а ей, как известно, не место в науке!

Источник

Контакты

Отправить сообщение: