Экспериментальное подтверждение двойственности свойств магнитного поля (стр. 2 из 2)

Рис.2

Поля токовых зарядов воздействуют на ортогонально движущийся (сближающийся) пробный заряд. В соответствие с идеей Э.Парселла [3] пример рассматривается в системе покоя пробного заряда. В этом случае токовые заряды участвуют в двух движениях – вдоль проводника и в относительном сближении с пробным зарядом, что приводит к наклонам «сплющенных» диаграмм силовых линий. Очевидно, что продольная направленность магнитной силы обусловлена центральной симметрией наложения на пробный заряд релятивистски сгущённых и разряжённых электрических силовых линий, что, в свою очередь,обусловлено центральной симметрией движения токовых зарядов.

Картина центрально-симметричного наложения силовых линий сохраняется при замене аксиальных центрально-симметричных двухзарядовых токов движением зарядов одного знака вместе с расширяющееся (сжимающейся) сферической оболочкой.

Абстрактная локальная идеализация сферического распределения токовых элементов имеет протяжённый аналог. Однако, образуемое таким образом реальное потенциальное магнитное поле недоступно опытной регистрации ввиду своей малости. В подтверждающих экспериментах использовались электротоковые источники. Как с разнесёнными, так и с совмещёнными центрально-симметричными токами зарядов.

4.Опытное обнаружение безвихревого вида электромагнитной индукции.

Решалась задача регистрации нагрева алюминиевой втулка возвратно-поступательными индукционными токами. В качестве дипольного источника потенциального магнитного поля использовались центрально-симметричные токи в паре рядом расположенных многовитковых (n = 300) прямоугольных рамок. На линии симметрии, (на расстоянии L = 6 см. от одной из двух пар разнесённых противотоков) располагалась алюминиевая втулка с полупроводниковым стабилитроном внутри (100 кОм/градус). Момент начала изменения температуры втулки определялся по изменению омического сопротивления (в обратном направлении) стабилитрона, которое фиксировалось цифровым мультиметром DT880B.

Методика эксперимента заключалась в регистрации интервалов времени (∆

1, ∆

2 ) между моментами поочерёдного подключения рамок к источникам стационарного и переменного тока и началами нагрева полупроводникового кристалла стабилитрона теплом от втулки. При стационарных токах интервал времени (∆

1) до начала нагрева зависит только от воздействия потока джоулева тепла, выделяемого токами в рамках. Если при переменных токах временной интервал (∆

2 ) будет меньше, то это укажет на участие в нагреве индукционного явления.

Рамки и втулка разделялись теплоинерционной защитой, увеличивающей интервал времени до начала заметного воздействия джоулева тепла.

Мультиметр позволял регистрировать изменение омического сопротивления стабилитрона на 1 кОм в (рабочем интервале 300…700 кОм), что было эквивалентно нагреву кристалла стабилитрона на 0,01ºС.

С целью упрощения расчёта предполагалось, что нагрев кристалла стабилитрона на 0,01ºС в регистрируемых интервалах времени (4 – 9 мин.) происходит при нагреве алюминиевой втулки на 0,015ºС.

Требуемая для такого нагрева втулки энергия вычислялась следующим равенством

W = 4,18 mc∆t. (10)

Интервал времени (∆

1 ) между моментами подключения рамок к источнику переменного тока и регистрацией начала нагрева кристалла (на 0,01ºС). позволял посредством (11) вычислить суммарную мощность совместного нагрева втулки (на 0,015ºС ) полевым воздействием и джоулевым теплом.

N1 =

Вт. (11)

Интервале времени (∆

2) между моментами подключения рамок к источнику стационарного тока и регистрацией начала нагрева кристалла позволял посредством (11) вычислить мощность нагрева втулки только джоулевым теплом

N2 =

Вт. (12)

Разница между (12) и (11) являлась мощностью только индукционного нагрева

N3 = N2 - N1 (13)

Для теоретической оценки индуктируемого электрического поля в нагреваемом объёме втулки Vcплощадью поперечного сечения Fиспользовалась интегральная форма записи

, (14)

полученная посредством преобразования дифференциального уравнения безвихревого вида электромагнитной индукции

- divEБ . (15)

В приближении однородности потенциального магнитного поля из (14) получаем упрощённую запись

ЕБ≈ω | BБ |

, (16)

где

≡h (17)

является глубиной проникновения переменного электромагнитного поля в материал втулки (h = 1, 34 10

м).

Подставляя в формулу мощности нагрева проводника

N4 = σE

V (18)

равенства (16), (17), имеем

N4= σω

h
FH

(19)

Параметры и результаты двух вариантов опытов сведены в таблице 1

Таблица 1

Параметры ирезультатыопытов	Схемы расположения рамок и алюминиевой втулки

f [Гц]	50		50
i[A ]	0,55		0,30
L [см.]	6		6
H [A/м ]	300		164
F [м ]	2,8 10		2,2 10
∆ 1 [мин]	4,3		4,1
∆ 2 [мин]	9,4		6,5
N3[Вт]	6,3 10
N4[Вт]	2,7 10
2N3[Вт]	3,4 10
2N4[Вт]	1,2 10
W[Дж]	3 10	2 ,3 10

Циркуляционного магнитного поля в месте расположения втулки не было, что подтверждалось практически с использованием измерительной катушки, в которой ЭДС не наводилась.

В опытах имело место переменное электрическое поле избыточных зарядов, являвшегося причиной магнитоэлектрической индукции. Поскольку поле избыточных зарядов проникает в тонкий поверхностный слой проводника (h = 10

м), то малый объём индукционного нагрева заметным образом не влиял на результаты опытов.

5.Магнито-термический эффект. Для подтверждения существования стационарного потенциального магнитного поля использовался магнито-термический эффект (МТЭ), аналогичный известному охлаждению электропроводника циркуляционным магнитным полем. Уменьшение температуры электропроводника объясняется уменьшением энтропии системы электронов в нём в связи с некоторым упорядочением их движения магнитным полем. В качестве источника стационарного потенциального магнитного поля вначале использовались разнесённые центрально-симметричные постоянные токи в паре многовитковых рамок. Затем совмещённые противонаправленные токи в коаксиальном кабеле. Охлаждаемым телом был полупроводниковый кристалл стабилитрона ( 200 кОм/град.). В обоих случаях получены положительные результаты. Регистрируемое изменение омического сопротивления характеризовалось постепенным его нарастанием на 2 – 4 кОм в течении некоторого интервала времени. Первое изменение через 0,2 – 1,0 мин. Последнее – через 3 -- 4 мин.

Размещение стабилитрона внутри толстостенной стальной втулки (D = 3,4 см., d = 1,8 см., L = 6 см) не являлось препятствием для проявления МТЭ.

6.Заключение. Теоретический переход от стационарной локальной центрально-симметричной магнитостатики (9) к её переменному варианту позволил построить 4-мерную математическую модель локальной безвихревой электродинамики, содержащей описание безвихревых видов индукционных явлений и продольной ЭМВ.

Прямые подтверждения существования безвихревого вида электромагнитной индукции и МТЭ являются косвенным подтверждением существования в природе продольных ЭМВ и их светового диапазона.

Литература

1. Желудев И.С. Физика кристаллов и симметрия. М., «Наука», 1987г.

2. Кузнецов Ю. Н. Научный журнал русского физического общества, 1-6, 1995 г,

3. Парселл Э. Электричество и магнетизм. М., Высшая школа.,!980г., стр. 191,192.

Адреса сайтов

4 Кузнецов Ю. Н. http://lovereferats.ru/physics/00007666.html, Основы безвихревой

электродинамики. Потенциальное магнитное поле.

5. Кузнецов Ю. Н. http://lovereferats.ru/physics/00012952.html, Продольные

электромагитные волны, как следствие симметрийно - физической двойственно

сти.