Электричество - Земля как провод, танец электронов и неразлучный магнетизм...

Вы стоите под линией и слышите только низкий гул. Физику этого гула недостаточно. Он видит поток, который идёт не по металлу, а вокруг него - в пустом пространстве. В 1884 году британский физик Джон Генри Пойнтинг опубликовал работу, которая тогда казалась чисто теоретической. Он утверждал: энергия от генератора к потребителю движется не по металлическим жилам, а в пространстве вокруг них. Почти одновременно Оливер Хевисайд пришёл к тому же выводу, переформулировав уравнения Максвелла. Они ввели...

Вы включаете настольную лампу. Свет загорается мгновенно. Кажется очевидным: энергия пришла по проводу - вместе с электронами, которые бегут от розетки к лампочке. Но вот странность. Дрейфовая скорость электронов в медном проводе - около миллиметра в секунду. Примерно как скорость роста ногтя. Если бы энергия распространялась только вместе с дрейфующими электронами, пришлось бы ждать очень долго. Как же так выходит? Ответ даёт вектор Пойнтинга - величина, введённая Джоном Генри Пойнтингом в 1884 году...

Между поверхностью Земли и ионосферой постоянно существует разность потенциалов. Порядка 250-300 тысяч вольт. Физики описывают систему "планета - атмосфера" как сферический конденсатор, где земная поверхность и ионосфера в среднем несут противоположные заряды. Воздух между ними работает как толстый, несовершенный диэлектрик, который не позволяет заряду быстро выравниваться. В бытовой электросети принято использовать три провода. Фаза, ноль и заземление. Распространено мнение, что первые два отвечают за работу техники, а третий - исключительно для безопасности...

В классической электротехнике передача энергии требует замкнутого контура: ток идёт от источника к нагрузке по прямому проводу и возвращается по обратному. Однако в экспериментах, выполненных в начале 1990-х годов, была показана возможность питания нагрузки через единственный проводник без выделенного обратного провода. Инженер Станислав Авраменко продемонстрировал, что перенос энергии может осуществляться не только движением зарядов внутри металла, но и электромагнитным полем в окружающем проводник...

В 1820 году датский профессор Ганс Христиан Эрстед готовил обычную университетскую лекцию. Читал курс электричества и теплоты, показывал студентам опыты с гальванической батареей. И в какой-то момент - возможно, от усталости, возможно, случайно - поднёс провод с током к магнитной стрелке компаса...

Всё в нашем мире колеблется. Часы тикают, сердце бьётся, планеты вращаются по эллипсам, свет моргает с частотой 50 раз в секунду - просто мы не замечаем. Но техника странным образом предпочитает противоположное: постоянство. Процессор в телефоне, блок питания, ноутбук - им нужно, чтобы ток тёк в одну сторону, не меняя направления. Почему так? Разгадка этого противоречия - одна из самых драматичных страниц в истории науки и инженерии. И сегодня она возвращается к нам с новой силой. В 1880-е годы Томас Эдисон продвигал постоянный ток...