Научное відкриття — электродинамическая індукція

Научное відкриття — электродинамическая индукция

Дюдкин Дмитро Олександрович, професор, д.т.н., Лауреат Державної премії України у галузі науку й техники.

Для рівня пізнання фізики виникнення електричних струмів є аксіомою неможливість забезпечення кулоновским електричним полем (полі, створюване електричними зарядами, електростатичне полі) стійкого електричного струму в провіднику. Перенесення носіїв у подальшому ланцюгу постійного струму можливий тільки з допомогою сил не електростатичного походження. Це правда звані, сторонні сили. Природа сторонніх сил може бути зовсім різноманітної. Наприклад, в движущемся провіднику це сила Лоренца, діюча із боку магнітного поля на електрони, в генераторах електрики стороння сила має магнітну природу; в гальванічному елементі типу елемента Вольта діють хімічні сили. У електромагнітної теорії сторонні сили визначено таким положенням: «Будь-які сили, які діють електрично заряджені частки, крім потенційних сил електростатичного походження, тобто. кулоновских, називають сторонніми силами «[1,2].

Отметим, що сила Лоренца в електромагнітної індукції, як така може забезпечити постійного струму в провіднику — до виникнення струму необхідно відносне переміщення магнітного поля і проводника.

Вопреки існуючого стану покажемо, що з відносному переміщенні кулонівського (електростатичного) поля і провідника у системі також має місце переміщення носіїв зарядов.

Исследования з вивчення взаємодії зарядів провідника і кулонівського поля за її відносному переміщенні [3], проводилися на розроблених і виготовлених, не мають аналогів, експериментальних моделях з допомогою провідників різної форми (сферичні, плоскі та інших.), з електронною і іонної провідністю. Установки були оснащені чи неонової лампочкою, загоряння якої служило індикатором наявності струму, чи використовувалися стандартні прилади (електрометр, гальванометр), які фіксували наявність струму, його величину і направление.

В даному викладі наводиться опис однієї з експериментів, найбільш просто демонструє суть отриманих результатів. Відомо, що й токопроводящий кулю доповнити потенційне електростатичне полі, у ньому станеться перерозподіл зарядів згідно із законом електростатичної індукції (рис. 1). У наші експерименти кулі додали обертання, як раніше ніким не рассматривалось.

.

Рис. 1. Експериментальна модель порушення індукційного струму в токопроводящем шаре В процесі обертання перерозподілені заряди, під впливом зовнішнього поля будуть залишатися за, зверненої зовнішнього полю. У разі заряди залишаються дома, а провідник, якому належать ці заряди, рухається. У кулі порушується ток.

Для демонстрації порушення в кулі струму поверхню кулі, виготовленого з диэлектрика, була обклеєна півсферами з алюмінієвої фольги з зазором 3 мм вироблено їхня сполука через неонову лампочку, що була індикатором тока.

При обертанні кулі лампочка горит!

Нетрудно уявити, що з обертанні джерела кулонівського поля навколо провідника (кулі) лампочка також горіти. І тут джерело зовнішнього поля «тягне «у себе вільні заряди проводника.

Для визначення кількісних характеристик індукційного струму в провіднику виготовили таку установку, у якій індуковані кулоновским полем заряди переміщалися по замкненому контуру через гальванометр [4]. У цьому змінювали швидкість обертання кулі і напруженість електростатичного поля. Результати експериментів показали, що обсяг виникає електричного струму прямо пропорційна частоті обертання провідника і росте зі збільшенням напруженості кулонівського поля. Цим властивостями задовольняє , тобто. швидкість зміни потоку вектора , пронизуючого поверхню провідника (фіксованого сегмента). При этом.

, (1).

где Sc — площа поверхні сегмента;

a — кут між напрямом вектора і нормалью до рассматриваемой поверхности.

Действительно:

, (2).

где En = Ex cosa .

При стаціонарному кулоновском полі , (3).

поэтому . (4).

Это вираз доводить характерність виділених властивостей для величини N і справедливо для довільного провідника, який рухається в зовнішньому кулоновском полі. Якщо провідник сферичний і обертається із постійною частотою, те з (4) следует:

(5).

Здесь: w — частота обертання сегмента (проводника);

R — радіус сферы;

— одиничний вектор кутовий швидкості вращения;

— одиничний радиус-вектор точок поверхні сферы.

Градиент величини Є, тобто. , зростає, як відомо, зі збільшенням Є. Итак:

Э.Д.С. ~ I ~ . (6).

Из висловлювання (5) слід, що Э.Д.С., I і збільшуються у разі зростання — модуля швидкості відносного переміщення провідника і джерела кулонівського поля.

С урахуванням інтересів усіх проведених експериментальних досліджень сформульовано основне становище: «Электродвижущая сила, що виникає в контурі, прямо пропорційна швидкості зміни потоку напруженості електростатичного поля через будь-яку поверхню, обперту даний контур. При порушенні струму істотно лише відносне переміщення провідника і електричного поля кулоновской природи » .

В жовтні 2000 р. Міжнародної Асоціацією авторів наукових відкриттів (р. Москва) виходячи з результатів експертизи заявки для відкриття видано диплом № 149 на відкриття «Явище порушення електричного струму в провіднику, движущемся в электростатическом полі «. Автори наукового відкриття Дюдкин Д. А. і Комаров А. А. [5].

Таким чином, нині вважатимуться твердо встановленим, що електричний струм в провідниках може постати як під впливом магнітного поля, а й під впливом сил електричного поля кулоновской природи, за умови відносного переміщення поля і проводника.

При цьому порушення струму в провіднику відбувається внаслідок електричного взаємодії вільних зарядів провідника і джерела кулонівського поля була в динаміці їх відносного переміщення й без участі магнітної складової. Тут напрям виникає струму у системі відліку, тісно що з провідником, збігаються з напрямом руху джерела кулонівського тока.

Соотношение (6) формою аналогічно рівнянню для э.д.с. електромагнітної індукції, виникає при ненулевом значенні , де Ф — магнітний потік, пронизуючий поверхню, обперту на контур провідника.

Ф =dS, де У — індукція магнітного поля.

Однако, аналізованих явище за своєю природою (механізм та правило визначення напрями струму) відмінно від електромагнітної індукції, а подобу про необхідності відносного переміщення поля і провідника підтверджує, що експериментально знайдене нове явище який суперечить, а поглиблюють і розширює пізнання фундаментальних законів електродинаміки, розкриває раніше невідомі об'єктивно існуючі закономірності, вносить докорінні зміни в рівень пізнання законів природы.

С нашого погляду зору, цей «новий вид індукції струму в провіднику, має электродинамическую природу, на відміну індукції електромагнітної, доцільно класифікувати як індукцію электродинамическую.

Открытие принциповим чином змінює раніше відомі подання у теорії електрики про індукції струмів. З проведених експериментальних і теоретичних досліджень можна буде усвідомити, що індукційний струм (в окремих випадках — це струм провідності) може постати і наявності замкнутої ланцюга, і наявності звичних джерел струму (гальванічних елементів, акумуляторів тощо.). У представлених експериментах, як було зазначено показано, до виникнення індукційного струму істотно лише відносне переміщення джерела електричного поля і проводника.

На створеної суворо науковій основі доцільно провести теоретичну опрацювання нового розділу теорії електрики, що розглядає закономірності электродинамической индукции.

В ході проводити дослідження знайшли та інші, раніше невідомі, закономерности.

Экспериментальным моделюванням виявили инверсионное взаємодія заряджених тіл. Тіла, заряджені однойменною зарядом можуть лише відштовхуватися, а й притягиваться.

Было також виявлено, що з певних умов, внаслідок відносного переміщення двох несоприкасающихся провідників, мають нескомпенсированные заряди, також виникає індукційний ток.

Научные результати мають значення і прикладне значення. Наприклад, розроблено нові шляхи электрофизического на рухомий металевий розплав. Відкриваються нові можливість створення генераторів електричного струму з урахуванням электродинамической індукції. У природі таке генератор існує - электропроводная Земля обертається в потужному электростатическом полі ионосферы.

Список литературы

Буховцев Б.Б., Климантович Ю. О., Мякишев Г. Л. Фізика. — М.: Просвітництво, 1976. — 165 з.

Яворский Б.М., Селезньов Ю. О. Довідкове посібник з фізиці. — М.: Наука, 1989. — 576 з.

Дюдкин Д.А., Комаров А. А. Электродинамическая індукція. Нова концепція геомагнетизму // Препринт НАНУ, ДонФТИ-01−01, 2001. — 70 з.

Дюдкин Д.А., Чиликин А.І. Порушення струму у системі провідник — електричне полі // Актуальні проблеми фундаментальних наук: Матеріали междун. науч.-техн. цук. — М.: МДТУ, 1991. Т. 3. З. 131 — 134.

Научные відкриття (Рб. коротких описів, 2000 р.) // Межд. академія авторів наукових відкриттів і винаходів. Москва. 2001.

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайту internet.