n=center width="72%">
Для конденсатора это выражение приобретает вид
а работа по перемещению этой частицы на расстояние d
составляети, таким образом, приходим к известным выражениям, связывающим заряд, емкость и напряжение на конденсаторе.
Следует отметить- следующее существенное обстоятельство для прохождения вихревых трубок электрического поля сквозь диэлектрик. Потоки газа в этих вихревых трубках представляют собой стационарное движение эфира, которое может привести лишь к постоянному смещению эфирных вихрей, из которых состоит само вещество диэлектрика, на некоторую величину, при этом на переходный процесс будет затрачена некоторая анергия. В остальном же наличие стационарного вихревого потока эфира в диэлектрике ни к каким колебаниям частиц вещества привести не может. Это означает, что энергия вихря не расходуется и имеет реактивный характер (энергия не переходит в тепло — энергию колебаний атомов).
Рассмотрим внутреннюю природу электрического тока. Как показано выше, на свободный вихревой тор с кольцевым вращением — заряженную частицу — действует сила, пропорциональная интенсивности кольцевого вращения вихрей поля. Под действием этой силы свободный вихревой тор приобретает ускорение в направлении оси вихревой трубки поля. Перемещение тора в пространстве заставляет эфир, находящийся перед этим тором, обтекать тор, оказывая при этом сопротивление его движению. Сопротивление среды выражается во встречном давлении эфира, оттесняемого движущимся тороидальным вихрем на периферию (рис. 7.13).
Давление эфира, находящегося за тороидальным кольцом и перед ним, имеет различную природу. Если давление на свободный вихрь — заряженную частицу со стороны поля — вызвано наличием кольцевого движения в трубках вихревого поля, то увеличение давления перед заряженной частицей вызвано ее движением. Следовательно, давление
Рис. 7.13. Образование присоединенных вихрей при продвижении винтового вихря (образование магнитного поля)
эфира перед движущимся тором вторично относительно давления позади этого тора. Увеличение давления перед тором вызывает увеличение сцепления эфира с тором, что в свою очередь вызывает появление дополнительного потока эфира, отбрасываемого вращательным движением кольца — и тороидальным, и кольцевым — на периферию. В результате на периферии должен образоваться вторичный присоединенный вихрь, структура которого тоже будет винтовой. Этот присоединенный вихрь движется вместе с заряженной частицей — электроном, но поскольку теперь площадь сечения системы электрон — присоединяющий вихрь стала больше, то, с одной стороны, и сила, воздействующая на эту систему со стороны вихревого поля возросла, с другой стороны, и сопротивление эфира, находящегося перед этой системой, также
возросло. Эфир теперь будет отбрасываться за присоединенный вихрь и, кроме того, поступать на периферию электрона, подпитывая уже образовавшийся вихрь, присоединенный ранее. Непрерывная подпитка заставит этот вихрь расширяться, что и воспринимается как образование и распространение магнитного поля при протекании тока.Образовавшиеся присоединенные вихри не могут перейти в область за электрон, как это было бы при отсутствии вихревых трубок электрического поля, перемещающих электрон и с ним всю систему присоединенных вихрей. Вихревые трубки электрического поля препятствуют этому. Однако если электрическое поле будет снято, то немедленно начнется такой переход, своего рода "игра вихревых колец", описанная Н. Е. Жуковским [43], при этом энергия вихрей тратится на перемещение электрона в том же направлении, в котором он двигался разогнавшим его электрическим полем. В этом проявляется механизм самоиндукции (рис. 7.14).
Рис. 7.14. Механизм самоиндукции
Целесообразно отметить одно интересное обстоятельство, связанное с образованием присоединенных вихрей. Для образования очередного вихря на периферии, на которые распадается вся система присоединенных вихрей, необходимо определенное количество эфира и энергии. Однако, начиная с некоторого минимума энергии, приходящейся на единицу длины присоединенного вихря, вихрь уже не может образоваться. Отсюда следует, что распространение магнитного поля от проводника, по которому течет ток, вызывающий это поле, носит предельный характер (рис. 7.15). Начиная с некоторой напряженности, возможно, очень малой, магнитные силовые линии перестают образовываться. Увеличение тока приводит к увеличению расстояния, на которое распространяется магнитное поле. Таким образом может быть разрешен энергетический парадокс прямолинейного проводника.
Изложенные предположения относительно несложно проверить, измеряя индуктивность при различных токах: с ростом тока, проходящего через индуктивность, при постоянной частоте индуктив-
Рис. 7.15. Предельность распространения магнитного поля вокруг проводчика с током
Рис. 7.16. Пересечение второго проводника вихревыми винтовыми линиями (электромагнитная индукция)
ность катушек должна несколько увеличиться. Сами измерения следует при этом проводить при предельно малых токах.
При образовании внешних присоединенных вихрей возможно слияние нескольких присоединенных вихрей в общий вихрь, на что обратил внимание академик В. Ф. Миткевич [33]. Такое слияние возможно потому, что в отличие от вихревых трубок электрического поля, в которых суммарное перемещение эфира вдоль трубок равно нулю, вихревые трубки магнитного поля имеют поступательный поток вдоль оси трубки по всему
сечению трубки, при этом для всех трубок магнитного поля параметр l=w/v постоянен. Постоянство параметра для всех трубок магнитного поля определяется тем. что образование вихревых трубок магнитного поля происходит в результате закручивания потоков эфира поверхностью электронов, для которых параметр l также постоянен.Изложенная модель существенно отличается от модели, предложенной Миткевичем. Здесь электрон является не малозначащим сопутствующим фактором, как это следует из предположений Миткевича, а основным условием создания магнитного поля. Без свободных электронов весьма слабое магнитное поле можно получить только на переходных процессах при изменении электрического поля.
Рассмотрим процесс электромагнитной индукции при наведении ЭДС на проводник другим проводником, по которому течет ток. Как показано выше, движение электронов в проводнике сопровождается возникновением присоединенных винтовых вихрей эфира — вихревых трубок магнитных полей. Если на некотором расстоянии от одного проводника расположить второй проводник, параллельный первому, то он будет пересечен вихревыми трубками эфира.
Если в первом проводнике течет постоянный ток, то присоединенные к нему вихревые трубки располагаются в пространстве на одном и том же расстоянии от этого проводника, смещаясь в направлении осей обоих проводников, но не пересекая второй проводник в направлении, перпендикулярном ему.
Если же ток в первом проводнике меняется, то изменяется соответственно и число присоединенных к нему вихревых трубок, которые и пересекают второй проводник, при этом сцепление эфира с трубкой увеличивается на передней (набегающей) стороне трубки и уменьшается на задней (сбегающей) ее стороне (рис. 7.16). Соответственно увеличивается скорость потока эфира, текущего вдоль вихревой трубки на набегающей стороне, и уменьшается скорость потока на сбегающей стороне. В результате за счет разности скоростей эфира, текущего вдоль трубки по обеим ее сторонам на расстоянии, равном диаметру трубки, создается циркуляция
Рис. 7.17. Механизм электромагнитной индукции
Рис. 7.18. Наведение ЭДС от одиночного проводника (а) и от рамки (б) во втором контуре
что эквивалентно появлению ЭДС в направлении, перпендикулярном направлениям оси вихревой трубки магнитного поля и ее перемещению в пространстве, т. е. в направлении оси второго проводника.
Совершенно эквивалентно происходит наведение ЭДС на проводнике при пересечении его постоянным магнитным полем (рис. 7.17). В этом случае
где l
— длина участка проводника, пересекаемого вихревыми трубками. Видно, что в обоих случаях ЭДС пропорциональна числу вихревых трубок, пересекающих проводник в единицу времени.На основании изложенного можно сделать представление о механизме взаимоиндукции между двумя витками трансформатора. При параллельном расположении двух рамочных витков напротив друг друга и пропускании тока через первый виток на втором витке будет наводиться некоторая ЭДС (рис. 7.18). Магнитное поле, возникающее вследствие изменения тока в проводнике первой рамки, распространяясь, пересекает два провода второго витка. В результате в обоих проводах второй рамки возникают вторичные ЭДС, направленные в одну и ту же сторону, но вычитающиеся в контуре. Поскольку одна из сторон рамки расположена ближе к проводу первой рамки, чем противоположная, ЭДС в ней будет больше, чем на второй, расположенной дальше, т. е. будет существовать некоторая разность ЭДС, пропорциональная току в первичной обмотке и длине взаимодействующих сторон:
Здесь M1
и М2 - коэффициенты взаимоиндукции проводников. Если в пространство окна рамки ввести стальной сердечник, то магнитное поле, пересекающее проводник второй рамки, отделенный от проводника первой рамки стальным сердечником, уменьшится, благодаря экранирующему действию стали; противо-ЭДС упадет, а ток во второй рамке возрастет.Из изложенного следует, что роль стального сердечника в трансформаторе состоит не в созданий магнитного потока в сердечнике, а в ослаблении потока, приходящего на проводник с противоположной стороны рамки, т. е. в ослаблении интенсивности вихревых трубок магнитного поля.
Учитывая реактивный характер энергии магнитного поля, приходится считать, что ослабление вихрей после сердечника может происходить лишь в результате уменьшении скорости движения эфира в вихревых трубках, выходящих из стального сердечника в свободное пространство. Такое уменьшение скорости в вихревых трубках возможно лишь в том случае, если скорость гютоков уменьшена уже в самом стальном сердечнике. Это может произойти только в том случае, если плотность эфира в вихревых трубках, проходящих в стали, увеличивается. Отсюда следует, что магнитная проницаемость магнитных материалов есть отношение плотности эфира в магнитных трубках в магнитном материале к плотности эфира в магнитных трубках в свободном эфире, т.е.
на что было обращено внимание еще Максвеллом [23].
Рассмотрим движение электрона в магнитном поле. Магнитное поле само по себе никак не может влиять на ориентацию электрона вследствие взаимного уравновешивания всех сил, воздействующих на электрон со стороны поля.
В самом деле (рис. 7.19, а), в области I
имеет место притяжение вихрей за счет вращения потоков эфира в плоскости рисунка, но отталкивание за счет вращения газа, так как направление сопрягаемых потоков газа одинаково - в сторону, перпендикулярную плоскости рисунка. В области II все наоборот - отталкивание вихрей проис-Рис. 7.19. Уравновешивание давлений, действующих на электрон в магнитном поле
ходит за счет вращении потоков газа в плоскости рисунка, а притяжение — за счет противоположного направления движений газа в плоскости, перпендикулярной плоскости рисунка. Учитывая, что наклон потоков относительно осей магнитного поля и кольцевой оси электрона составляет 45°, силы, действующие на каждый элемент электрона, равны нулю. Аналогично обстоит дело и в случае развернутого в плоскости рисунка вихревого кольца электрона (рис. 7.19, б).
Положение существенно меняется, если внешней силой, например электрическим полем, электрону придано поступательное движение со скоростью v .
В этом случае к скорости потока эфира в электриче