Памяти К. Б. Канна (1936-2020 гг)
Пора бы разобраться с давно утвердившимся в электромагнетизме заблуждением о том, что вращательное движение магнита (изменение магнитного поля) рождает вихревое электрическое поле, и наоборот, изменение электрического поля рождает вихревое магнитное поле. Это вихревое электрическое поле якобы рождается вне зависимости от того – есть ли рядом замкнутый проводник или нет его. Когда мы начинаем углубляться в эти вопросы, то выясняется, что электрическое поле рождается не только вращающимся магнитом, но и колеблющимся, например, колеблющимся магнитом внутри катушки с проводом. Тут нет никакого вращения магнита, но амперметр показывает появление переменного тока. Мало того, даже если магнит покоится, а вращается вокруг магнита замкнутый проводник, то амперметр тоже показывает наличие переменного тока. Если магнит вращается или колеблется вместе, синхронно с замкнутой рамкой проводника, то никакого тока нет. Хотя, как утверждают, вихревое электрическое поле должно появляться, ведь оно всегда появляется, когда магнит движется, меняется магнитное поле. Но почему оно здесь себя не проявляет?! Если магнит и проводник движутся вместе, синхронно, то относительно друг друга они покоятся. Относительная скорость их равна нулю. Оказывается, значение имеет только относительное движение проводника и магнита, разность скоростей, отношение их скоростей, и неважно – как именно. Знатоки Специальной теории относительности сразу увидят здесь зачин известной статьи А. Эйнштейна 1905 года «К электродинамике движущихся тел».
Заблуждение о рождении вихревого электрического поля при изменении магнитного поля появилось с опытов по электромагнитной индукции М. Фарадея, и утвердилось в теоретических работах Дж. Максвелла. Если ток в замкнутом проводнике появляется при вращении или колебании магнита, или при вращении рамки проводника, то что же его вызывает? Тут надо себя спросить: а что, в сущности, мы имеем? Мы имеем постоянный магнит с двумя полюсами и замкнутыми силовыми линиями магнитного поля. Мы имеем замкнутый проводник из меди, в котором есть кольцевые вращательные движения частиц-зарядов (кольцевые токи). Но такие же кольцевые токи есть и в постоянном магните, только здесь они сонаправлены, оси вращения частиц-зарядов смотрят в одну сторону. А в проводнике оси вращения частиц-зарядов смотрят в разные стороны. Сонаправленность осей вращения в магните и создаёт единое магнитное поле, где на одном полюсе мы имеем поле левой закрутки вращения, а на противоположном полюсе – поле правой закрутки вращения. Так что если этот магнит поперечно вращать или вертикально колебать, то никакой новой физической сущности, в виде вихревого электрического поля, появиться не должно. А нам почти два столетия говорят, что электрическое поле при движении магнита, при изменении магнитного поля, появляется! Вот это заблуждение и надо, в конце концов, преодолеть!
Для возникновения переменного тока в замкнутом проводнике при физическом вращении магнита или при физическом вращении проводника достаточно взаимодействия сонаправленных кольцевых токов атомов магнита и разнонаправленных кольцевых токов атомов проводника. Взаимодействуют частицы-заряды между собой посредством своих вихревых магнитных полей левой и правой закрутки; отделить одно от другого нельзя. В разделении зарядов с помощью шерсти и эбонита используется физическое трение. При трении шерстью на поверхности эбонита нарушается целостность молекулярных структур, что приводит к энергетическим изменениям с рождением свободных квазичастиц – электронов левого и правого спина (лэлеков и пэлеков; зарядов противоположных знаков). На поверхности эбонита собираются заряды одного знака, на шерсти – противоположного знака. Как общее правило: без разделения зарядов – тока нет! В явлении так называемой электромагнитной индукции тоже имеет место трение, только трение вихревыми магнитными полями разной закрутки. Частица-заряд по самой своей природе не может покоиться, находиться в покое относительно других частиц-зарядов; частицы-заряды имеют свои скорости кольцевого вращения. У разных атомов химических элементов скорости вращения частиц-зарядов различны. Т. е. уже здесь мы имеем дело с разностью скоростей, с относительностью скоростей! И каждая частица-заряд является источником постоянного вихревого магнитного поля левой и правой закрутки, является маленьким магнитным диполем. При так называемой электромагнитной индукции «трение» изменяющимся магнитным полем ведёт к поперечному вращению частиц-диполей, и не только на поверхности проводника, но и в глубинах кристаллической решетки меди. Поперечное вращение диполей приводит к рождению фотонов, гамма-квантов, которые тут же, в сильных ядерных полях атомов, распадаются на электроны левого и правого спина. Гамма-фотоны не успевают покинуть тело проводника, становясь при распаде квазичастицами, электронами, лэлеками и пэлеками.
И поперечное вращение магнита-диполя внутри статора из обмоток с медным проводом, и колебание постоянного магнита-диполя внутри катушки с медным проводом дают одинаковый результат – появление в замкнутом проводнике переменного тока, периодически изменяющегося движения зарядов. Никакого особого вихревого электрического поля при движении магнита здесь не возникает. Однако вихревые поля тут обязательно присутствуют, причём – противоположных направлений, но, то поля магнитные: магнитные поля сонаправленных частиц-зарядов самого постоянного магнита и магнитные поля частиц-зарядов медного замкнутого проводника. Коротко говоря, вся суть так называемого электромагнетизма (электродинамики) заключена в дипольности источников вихревых полей противоположных закруток, в относительности скоростей кольцевых вращений частиц-зарядов, в относительности направлений закруток магнитных полей. За вихревое электрическое поле принималось, можно предположить, противоположное вращение поля одного из полюсов постоянного магнита. Это убедительно доказывает тот факт, что в плоскости поперечного вращения постоянного магнита-диполя генерируется так называемая электромагнитная волна, что на самом деле является переменной магнитной волной. При этом нет никакого периодического взаимного изменения в пространстве вдали от проводника магнитной составляющей волны электрической составляющей, и наоборот. Переменные магнитные волны уходят в пространство от источника, если можно так сказать, в готовом виде, лишь расширяясь в объёме. Эти переменные, изменяющиеся магнитные волны, проходя сквозь металлы, могут раскачивать диполи частиц-зарядов, создавая в металлах слабые токи. Токи всегда создаются изменяющимся вихревым магнитным полем, что особенно показательно в трансформаторных устройствах, работающих с переменным током.
Позволю тут вспомнить старый пример, который когда-то использовал. Если в закреплённое на изоляторе замкнутое кольцо из металла (медь, алюминий) энергично и долго вводить и выводить постоянный магнит, то кольцо станет нагреваться. При желании кольцо можно нагреть до высокой температуры, хотя кольца магнитом, ни чем другим мы не касаемся. Разогревают кольцо – электроны левого и правого спина, заряды противоположных знаков, которые здесь же рождаются и здесь же уничтожают друг друга, аннигилируют, превращаясь в тепло. Закон сохранения энергии движения работает безотказно. Колебательно движущийся диполь магнита с его вихревыми полями левой и правой закрутки приводит во вращательное поперечное движение в металле диполи частиц-зарядов. И это поперечное вращение частиц-диполей рождает гамма-кванты, которые тут же, в сильных полях ядер, становятся электронами левого и правого спина, и расходятся в противоположные стороны. Что и есть импульс тока. Иной механизм разделения зарядов при так называемой электромагнитной индукции здесь трудно представить. Тут, как и в других случаях динамики в физике, одна форма движения переходит в другую форму движения, с соблюдением законов сохранения.
Честно сказать, этот опус первоначально я хотел посвятить теме – «вращательный момент». Понятно, при взаимодействии магнитных полей левой и правой закрутки: постоянных магнитов между собой, постоянного магнита и рамки с постоянным током, электромагнитов. Создание небольших по размерам, но мощных неодимовых постоянных магнитов позволило изобрести целый ряд наземных и воздушных средств передвижения с электродвигателями, также небольших по размеру, но достаточно сильных. С неодимовыми постоянными магнитами пришла эпоха квадрокоптеров, электросамокатов, электромотоциклов, электроавтомобилей и много чего другого. Аккумулятор здесь нужен лишь для создания магнитного поля при протекании постоянного тока в обмотке электродвигателя. Вращательный момент в небольшом двигателе тут получается настолько сильным, что способен перемещать большие массы на немалые расстояния. Тема разделения зарядов стала ещё более актуальной. Требуется создание аккумуляторов с большой ёмкостью, но без увеличения размеров и массы.
Повторяю, вращательный момент в электрических двигателях создаётся исключительно взаимодействующими магнитными полями разной закрутки. Но такое взаимодействие магнитных полей невозможно без участия среды физ. вакуума, без изменения плотности и давления среды в местах интерференции, наложения вихревых полей. «Притягиваются» те полюса магнитов, у которых направления вихрей закрутки полей совпадают (а это как раз северный и южный полюса!). При совпадении увеличивается динамика поля, а значит, здесь падают плотность и давление среды физ. вакуума. Внешний вакуум, с бОльшим давлением и плотностью, сдавливает тела магнитов. Когда вихри магнитных полей разнонаправлены, полюса магнитов расталкиваются и пытаются встать сонаправленно. При разнонаправленности вихрей магнитных полей плотность и давление среды физ. вакуума в области интерференции, наложения увеличиваются, полюса расталкиваются. К слову сказать, плотность и давление физ. вакуума и их изменения массивными телами обусловливают и гравитационные взаимодействия тел, что упорно и настойчиво не признаётся академической наукой.
Сила Лоренца, сила Ампера, правило Ленца, правила левой и правой руки становятся понятны, если рассматривать их с точки зрения взаимодействия вихревых магнитных полей левой и правой закрутки, дипольности магнитных полей и дипольности самих частиц-зарядов. Название этого опуса – «Движение магнита». Но не менее важно понимание природы движения в магните, а именно – кольцевые токи частиц-зарядов, создающих постоянные вихревые поля вокруг себя, и что кольцевое движение частицы – диполь! Нигде и никогда покоящихся частиц-зарядов не бывает! Частицы всегда в движении, с рождением вихревых дипольных магнитных полей. Частицы-заряды бывают как связанными в теле металла, так и свободными. Именно свободными дипольными частицами-зарядами с их вихревыми полями обусловлены электростатические явления. Как известно, безопорных движений не бывает. В электродинамике всякое движение частиц и тел имеет опору во взаимодействии вихревых полей, в изменённом состоянии среды физ. вакуума, среды, имеющей массу, энергию давления, плотность. Как птица не может летать без опоры на воздух, так и ротор в электродвигателе не может вращаться без опоры на взаимодействующие вихревые магнитные поля, изменяющие состояние среды физ. вакуума. Здесь также важно понимать и двойственную природу электрического тока. Заряды, электроны левого и правого спина (лэлеки и пэлеки), в проводнике с постоянным током идут в противоположных направлениях, но создают единое магнитное поле вокруг проводника. Магнитные поля протекающих в параллельных проводниках токов взаимодействуют как полюса постоянных магнитов: когда направление вихрей полей совпадает – «притягиваются», когда не совпадает – «отталкиваются». Роль среды физ. вакуума, наряду с вихревыми магнитными полями, тут ключевая! Не понимать этого – не понимать ничего!
В заключение мне бы хотелось обратить ваше внимание на книгу доктора технических наук, профессора К. Б. Канна «Электродинамика: взгляд физика» (2011 г.). Автор критически переосмысливает роль так называемого электрического поля в явлениях электродинамики, переосмысливает природу явления электромагнитной индукции и многое другое. В частности, Канн пишет: «Правильные математические преобразования не гарантируют правильный результат, если не учитывается природа физического явления. Магнитное поле не может непосредственно оказывать силовое воздействие ни на неподвижный, ни на движущийся электрический заряд. Собственное магнитное поле движущегося заряда выступает в роли посредника между внешним магнитным полем и зарядом. Как бы ни назывались силы электромагнитного взаимодействия, природа этих сил одна и та же – это магнито-магнитные взаимодействия. Таким образом, электромагнитные взаимодействия, которые мы сегодня условно называем «магнитными силами», по природе своей – истинно магнитные. В стороне остается вопрос, как это взаимодействие между магнитными полями передается собственно заряженной частице…».
Проще говоря, и обобщая, можно сказать: чтобы вызвать вращательный момент у двух взаимодействующих постоянных магнитов – нет надобности в особом вихревом электрическом поле!..
