Secretele electromagnetismului

Doctrina electromagnetismului criticat mult timpvorbind despre el: de neînțeles, complex, contradictoriu.

Într-adevăr, există aproximativ o sută de paradoxuri. Cu toate acestea, analiza lor teoretică, ca să zic așa, teoretizarea, perfecționarea, în ciuda utilității unei astfel de lecții, uneori încă mai păstrează ceva de cabinet, speculativ. În astfel de cazuri, cineva vrea să se întrebe involuntar: există ceva nou în practică, în experimente, care ar uimi chiar și pe cei mai experimentați teoreticieni?

Trebuie să spun că experimentele neobișnuite, totuși explicabile în cadrul doctrinei existente, pot fi numărate cu o duzină. Printre ei se numără cei care în sfârșit deschid calea către o nouă electrodinamică - clară, simplă și logică, lipsită de paradoxuri.

Să vorbim despre ambele. „Motoare” cu aspect extrem de spectaculos în care între electrozi, unde este conectată tensiunea înaltă, o varietate de obiecte se rotesc frenetic. O astfel de roată a fost construită de Franklin. Principiul funcționării sale este foarte simplu: sarcinile, respinse de forțele Coulomb, curg de la electrozi la rotor.

Un experiment cu o țeavă metalică la care este furnizat curent este curios. După cum știți, în cavitatea oricărui obiect metalic sub tensiune, nu există câmp electric. Deci, dacă introduceți un fir împământat în interiorul conductei, capacitatea electrică a acestuia va crește. De ce? Cum se observă o conductă că are un fir în interior? Se dovedește că coada lui, cea care se alătură pământului, intră în câmpul extern electric și, ca o pompă, atrage încărcăturile necesare în sârmă.

Nu există fizică „nouă” în aceste fenomene. Mult mai multe rezerve pentru construcția sa sunt pline de câmp magnetic. La un moment dat, au scris destul de multe despre operele lui R. Sigalov. Fizicienii Ferghana au reușit să urmărească comportamentul „colțurilor” cu curenții.

Doi conductori care formează un unghi pot deplasa structura, făcând-o singuri. Se părea că un fenomen nou era evident, dar, la o examinare atentă, s-a dovedit că forțele cunoscute ale Lorentzului lucrează aici și că totul este explicat prin legi cunoscute. Și deși oamenii de știință nu au găsit aici noutăți fizice, cu toate acestea au reușit să vină cu mai multe modele uimitoare, necunoscute anterior în tehnologie.

Situația cu suporturi magnetice este mai interesantă. Dacă aceiași poli ai doi magneți permanenți sunt rotiți unul către celălalt, atunci nu va exista un câmp magnetic în decalaj - acest lucru rezultă dintr-un curs școlar elementar în fizică. Dar dacă un conductor este plasat în acest gol, iar poli sunt ușor deplasați, un conductor va apărea în conductor. (Intervievat, datorită ce?

Acest paradox a fost descoperit de Buly în 1935. Explicația sa este aceasta: câmpurile electrice pot fi adăugate întotdeauna, dar cele magnetice - numai dacă sursele lor (magneți, electromagneti) se bazează pe o platformă comună. Suprapunerea câmpurilor magnetice, adică superpoziția lor, nu este întotdeauna posibilă. Această concluzie este extrem de importantă pentru știință și tehnologie - până la urmă, uneori însumarea teoretică în practică duce la rezultate incorecte. Apropo este surprinzător faptul că acest lucru nu a fost încă legalizat prin cărți de referință și manuale.

Experiența Grano este interesantă. Dacă pe mercur, prin care trece curentul, aruncați un cui, pene de cupru. rumeguș, apoi se vor scufunda în metal lichid și vor începe să se deplaseze în direcția în care arată capătul contondent. Și aici aceleași forțe Lorentz par să funcționeze.

De la suprafețele conice ale capetelor ascuțite ale curentului de ieșire a filamentului (sau de intrare) perpendicular pe aceste suprafețe. În câmpul magnetic al curentului care curge în mercur, se aplică o forță acestor filamente perpendicular pe direcția fluxului său; așa este împinsă pană. Așa că Tom Sawyer a împușcat oase de cireș, strecurându-le cu degetele.

Paradoxul lui Grano.Un cilindru de cupru plasat în mercur cu un curent trecut prin el începe să avanseze cu fața finală, a cărei suprafață este mai mare.

În sfârșit, alte două experimente neobișnuite. Și ei sunt, în opinia noastră, cei care fac posibilă discuția despre o nouă abordare. Aceasta se referă la activitatea fizicianului Tomsk G. Nikolaev, care a provocat o senzație în electrodinamică. După mulți ani de cercetări teoretice, Nikolaev a ajuns la concluzia că, pe lângă cele cunoscute, ar trebui să existe un al doilea câmp magnetic necunoscut, și a construit multe modele pe care a arătat clar cum se manifestă acest al doilea câmp.

Iată una dintre descrierile unei experiențe „simple”. Un pod plutitor din material conductor electric este plasat în băi cu electrolit. Un circuit electric este trecut prin circuitul "baie - pod - baie". În paralel cu podul, este amplasat un alt conductor - un autobuz, de-a lungul căruia curge și curent, doar mult mai mare. Deci, imediat ce autobuzul este conectat la o sursă curentă, podul începe să plutească. Dacă curenții sunt unidirecționali, atunci sunt atrași, deci podul se ridică exact sub autobuz și paralel cu acesta. Dar nu numai asta, podul se mișcă și de-a lungul anvelopei, oprindu-se exact sub mijlocul său.

De ce este centrat podul? Există ceva de gândit. Însuși autorul experimentului susține - în cuvintele sale există un motiv - că nu doar forța transversală Lorentz direcționată din anvelopă, ci și forța longitudinală, anterior nevăzută de nimeni, acționează asupra conductorului plutitor.

Dacă îl numiți „forța lui Nikolaev”, atunci fizicienii olandezi și Tomsk garantează că nu există forțe „laterale” cu care se află. timp de două secole, fizicienii au fost chinuiți, deloc. Doi curenți acționează unul pe celălalt de forțe centrale direcționate exact de-a lungul razei dintre ele.

Nu au observat puterea lui Nikolaev doar prin neglijență, ci și pentru că s-a dovedit a fi de prisos în descrierea teoretică „terminată”. Dacă trebuie să reflectați experiențe ale lui Nikolaev, apoi ajungeți la concluzia că două „bucăți” de curent se afectează reciproc în același mod ca și două sarcini: într-o linie dreaptă.

Se pare că experiența lui Nikolaev poate fi o experiență decisivă care va deschide bariera către o nouă electrodinamică, mult mai simplă, adevărată. Totuși, acest lucru va necesita alte experimente.

Interesant este că, în 1935, fizicienii au observat cum un eșantion supraconductor respinge un câmp magnetic „străin” (efectul Meissner). Toată lumea știa că EMF a fost indusă doar de un câmp magnetic alternativ, dar aici este constant. Deci, a spus F. London, câmpul magnetic în sine dă putere.

Demonstrație efect Meissner

Neînțelegând natura acestor forțe, inginerii au profitat totuși de ele. Astfel, în 1975, electricienii din Moscova au reușit să transmită un curent de două ori mai mare decât de obicei printr-un tub supraconductor, creând un câmp magnetic special în zona de lucru.

Cu toate acestea, misterul efectului Meissner a promis prea mult. La urma urmei, aspectul curent într-un superconductor este posibilă numai atunci când apare o forță, ceea ce înseamnă că forța este creată nu prin creșteri ale câmpului magnetic, așa cum este dictat de ecuațiile lui Maxwell, ci de câmpul în sine. Electrodinamica va trebui să fie reparată, acest lucru este inevitabil, deoarece ar trebui să devină o doctrină comună care să combine cele mai diverse aspecte ale realității electrice reale. Într-adevăr, în unele cazuri, în special pentru superconductori, a încetat să funcționeze.

Dar cum să raportăm direct câmpul magnetic în sine și forțele generate de acesta? De îndată ce această formulare neobișnuită a întrebării a fost acceptată pentru acțiune, au fost identificate imediat mai multe modalități de rezolvare a acesteia. Iată o funcție specială, de lungă durată, a potențialului vectorial și a curenților părtinitori și a energiei câmpului magnetic.

Problema curentului longitudinal și a câmpului electric creat de acesta în procesele magnetostatice s-a maturizat atât de mult, încât au apărut chiar și parafrazele populare despre acesta (Okolotin V. A supertask pentru superconductori. Nauka, 1983, p. 115-121).

Se pare că acest domeniu a fost deja descoperit și începe să lucreze în invenții.Apariția celei de-a patra energii electrice va consolida ingineria electrică cu aproximativ o treime. Poate că altceva este și mai important: victoria unei atitudini creative față de afacerea cuiva. S-a dovedit a fi drept cei care credeau în rezervele electromagnetismului, încercând să le pună în slujba oamenilor.

Mă întreb cât de necunoscut este ascuns în alte secțiuni ale fizicii? Probabil că următoarea comoară este ascunsă în mecanică, în secțiunea de inerție. Așteptați și vedeți.

Vladimir Okolotin

Conform materialelor revistei "Tehnologia Tineretului"

Vezi și: Motor magnetic Minato