Представлены соображения о природе электрического тока в проводнике и взаимодействие его с сердечником из магнетика, основанных на концепции изложенной в статье «Энергия».
Элементарные частицы состоят из квантовых энергетических уровней. Каждый энергетический уровень образуется траекторией движения составляющей квантового уровня по окружности [1].
Электрический ток связан с перемещением электрических зарядов. Электрический заряд был рассмотрен в статье «Электризация. Электрический заряд.» [2].
Носителем электрического заряда на элементарном уровне является протон [2]. А так как в атомном ядре может быть множество протонов то носителем заряда в веществе является атомное ядро. Электрический заряд равномерно распределяется по всем протонам атомного ядра. Атомное ядро получает и теряет электрический заряд квантами.
При движении элементарной частицы составляющая главного энергетического квантового уровня движется по спирали вокруг своей траектории движения [1]. Электрическая энергия протона — это его избыточная энергия, то есть имеет ту же природу. Поэтому избыточная энергия от заряженного атома к незаряженному движется по спирали к траектории её движения, как двигалась бы полноценная частица (Рис. 1.).
Постоянный ток.
Каждый протон в атомном ядре является квантом протонного гравитационного поля [3]. В атомном ядре протоны располагаются хаотично. Поэтому гравитационные квантовые уровни протонов в проводнике так же расположены хаотично (Рис 2a.).
При прохождении электрической энергии по проводнику она синхронизирует протоны проводника с собой (Рис. 1.), и таким образом синхронизированные гравитационные квантовые уровни протонов проводника образуют магнитное поле проводника [4]. При движении электрической (протонной) энергии по проводнику атомы не увеличивают свою энергию (Рис. 2b). Атомы проводника являются всего лишь опорой для движения электрической (протонной) энергии и поэтому магнитное поле атомов проводника при прохождении тока не имеет энергии.
Не зависимо от силы тока скорость его распространения всегда одинаковая и близка к скорости света. Электрический ток близкий к току короткого замыкания будет продолжатся до тех пор, пока не будет достигнут конец проводника или устройства нагрузки.
Переменный ток.
Переменный ток, в отличие от тока постоянного, периодически и непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению (Рис. 3).
Рисунок 3. Синусоида переменного тока.
Изначально в проводнике без электрического тока гравитационные поля протонов расположены хаотично. Магнитное поле вокруг проводника отсутствует (Рис. 2a).
Прохождение переменного тока по проводнику в пределах одного цикла синусоиды для удобства описания разделим на четыре фазы (Рис. 3).
Фаза 1. При подключении проводника к источнику тока сначала происходит наполнение энергией проводника. Электрический ток, близкий к току короткого замыкания, будет продолжатся до тех пор, пока не будет достигнут конец проводника или устройства нагрузки. Ток I в виде квантов электрической энергии течёт в одном направлении (Рис. 4a). Движущаяся электрическая энергия синхронизирует с собой гравитационные поля протонов проводника, создавая таким образом магнитное поле вокруг проводника [3]. В магнитном поле проводника, при движении по нему электрического тока, энергия отсутствует.
Фаза 2. Так как энергия электрического тока является одним видом энергии с протонами атомов (протонной энергией), то при остановке тока они объединяются [2]. Атомные ядра проводника наполнились энергией E (Рис. 4b). При остановке электрического тока протоны проводника возвращаются к своему прежнему хаотичному положению, магнитное поле пропадает, а наполненные энергией гравитационные квантовые поля атомов становятся статическим электрическим полем проводника [2].
Фаза 3. Направление электрического тока I изменилось на обратное (Рис. 4c). Избыточная энергия атомов в виде квантов электрической энергии устремляется в обратном направлении. Движущаяся электрическая энергия синхронизирует с собой гравитационные поля протонов проводника в обратном направлении, создавая таким образом магнитное поле обратного направления вокруг проводника [4]. В магнитном поле проводника при движении по нему электрического тока энергия отсутствует.
Фаза 4. Всё повторяется как в фазе 2 (Рис. 4d).
Пока ток течёт, магнитное поле проводника представляет собой синхронизированные с движением составляющей квантового уровня электрического тока гравитационные поля протонов атомов проводника (магнитное поле). Это магнитное поле не имеет энергии. При прохождении нулевой отметки синусоиды ток останавливается, а кванты энергии тока становится частью энергии протонов в атомах проводника. Наполненное энергией гравитационные поля протонов становятся электрическим полем проводника.
Взаимодействие переменного электрического тока и сердечника из магнетика.
На рисунке 5 изображен фрагмент катушки состоящей из прямой части провода и части сердечника из магнетика тесно примыкающие друг к другу.
Рисунок 6. Взаимодействие переменного тока проводника с магнетиком сердечника.
Свойства магнетиков определяются наличием и размером магнитных доменов. Чем больше размер магнитного домена, тем сильнее соседние атомы удерживают синхронизацию друг с другом, сохраняя магнитное поле. При отсутствии доменов в магнетике, при отключении внешнего магнитного поля или электрического тока, магнитное поле в магнетике исчезает практически мгновенно.
Изначально, при отсутствии электрического тока, в проводнике и магнетике отсутствует магнитное поле, но присутствуют гравитационные поля атомов (Рис. 5.).
После включения в электрическую сеть переменного тока на первой фазе (Рис. 3.) движущаяся электрическая энергия E синхронизирует с собой гравитационные поля протонов атомов проводника создавая таким образом магнитное поле вокруг него (Рис. 6a). Магнитное поле проводника синхронизирует с собой гравитационные поля протонов магнетика и создаётся единое магнитное поле проводника и магнетика. Тем самым устанавливается связь между атомами проводника и атомами магнетика.
На второй фазе при остановке электрического тока магнитное поле проводника удерживается магнитным полем сердечника (Рис. 6b). Атомы проводника наполняются энергией и вместе с ним наполняется энергией объединённое магнитное поле проводника и магнетика.
Энергия E через объединённое магнитное поле делится между проводником и сердечником.
На третьей фазе (Рис. 3), при изменении направления электрического тока, магнитное поле проводника изменяет свою направленность и вместе с ним изменяется направление магнитного поля сердечника. Энергия из сердечника через объединённое магнитное поле возвращается в проводник.
На четвёртой фазе, при остановке электрического тока, магнитное поле проводника удерживается магнитным полем сердечника (Рис. 6d). Протоны проводника наполняются энергией вместе с ним наполняется энергией и объединённое магнитное поле проводника и магнетика.
При каждом прохождении тока через нолевую отметку синусоиды, когда в проводнике должна наблюдатся наибольшая наполненность электрической энергией, энергия тока делится между проводником и сердечником. То есть электрическоя энергия в проводнике уменьшается.
Сердечник из магнетика играет роль своеобразного конденсатора наоборот. Если в конденсаторе при остановке тока заряд на обкладках имеет наибольшее значение, то с участием индуктивной катушки заряд в проводнике уменьшается, а энергия распределяется между проводником и сердечником катушки.
Чем больше сердечник, тем больше энергии он отбирает из проводника.
Чем больше размер магнитного домена, тем медленнее происходит его переориентация.
При медленной переориентации магнитного поля магнитика при изменении направления электрического тока и изменении магнитного поля проводника, магнитное поле магнетика остаётся противоположным направлению магнитному полю в проводнике и тем самым он задерживает переменный электрический ток (создаёт индуктивное сопротивление).
Постоянный ток через катушку будет проходить беспрепятственно и её сопротивление будет определятся только сопротивлением материала проводника и длинной провода катушки. А частотная составляющая в постоянном токе будет испытывать индуктивное сопротивление магнетика.
Литература.
1. Хайруллин З.Х. ЭНЕРГИЯ // Химия, физика, биология,
математика: теоретические и прикладные исследования: сб. ст. по материалам XXIX Международной научно-практической конференции «Химия, физика, биология, математика: теоретические и прикладные исследования». – № 11(20). – М., Изд. «Интернаука», 2019.
2. Хайруллин З.Х. ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ВЕЩЕСТВ // Химия, физика, биология, математика: теоретические и прикладные исследования: сб. ст. по материалам LIII Международной научно-практической конференции «Химия, физика, биология, математика: теоретические и прикладные исследования». – № 10(42). – М., Изд. «Интернаука», 2021.
3. Хайруллин З.Х. ГРАВИТАЦИЯ // Интернаука: электрон. научн. журн. 2022. № 19(242).
4. Хайруллин З.Х. ЕДИНАЯ ПРИРОДА ГРАВИТАЦИОННОГО, МАГНИТНОГО И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЕЙ // Химия, физика, биология, математика: теоретические и прикладные исследования: сб. ст. по материалам LXXIII Международной научно-практической конференции «Химия, физика, биология, математика: теоретические и прикладные исследования». – № 6(56). – М., Изд. «Интернаука», 2023.