X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Новое всегда базируется на понятиях установившихся старых, не знаешь старого, не откроешь нового!Откроешь новое, поймешь старое!В науке все закономерно, на голову Ньютона случайно "яблоки" не падают.

Познавая законы электричества, наука определяла и уточняла новые опытные инструменты и понятия в виде формул, определений, обозначений и свойств веществ. Различают только два электрических потенциальных поля: стационарное поле, обусловленное математическим описанием - макро поле и статическое поле - - микро поле[1]. С целью использования силы электрических полей разработаны и принято различать только два рода токоприемников: токоприемник первого рода Rи токоприемник второго родаZ, отличающиеся друг от друга проводимостями (электронная и ионная). Результатом взаимодействия электрического поля с токоприемником является ток I [2]. Действия сил электрических полей на токоприемнике, также, как и противодействия токоприемников на силу электрических полей подчиняется одному и тому же закону: "Действие равно противодействию!" В процессе взаимодействия сил электрических полей между собой и токоприемниками, различают только две формы передачи электромагнитной энергии (единой сущности) и распределением между источником и токоприёмником R (или Z). (Только в форме работы и теплоты или в форме теплоты и работы[3]). Для простоты описания ограничимся результатами взаимодействий постоянного тока или переменного с токоприемниками первого или второго рода. С этой целью к проводникам первого рода R отнесем все проводники, которые обладают свойством преобразовывать энергию стационарного (сущность макрополя) электрического тока в теплоту. К проводникам второго рода отнесем проводники, обладающие свойством преобразовывать энергию сил статического поля (сущность микрополя) только в работу. С практической точки зрения к токоприемникам первого рода относят - металлы, а к проводникам второго рода электролиты. Свойства электролитов в значительной степени отличаются от свойств металлов. В электролитах существует стороннее поле, а металлах оно отсутствует [3]. Это положение не позволяет считать "действия и противодействия " в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока аналогичными. В этом вся суть! Реактивные свойства сопротивлений и качественно и количественно контролируют магнитную и диэлектрическую проницаемости, поскольку, , а , тогда параметр является по существу показателем разделения веществ на диэлектрические (), парамагнитные () и ферромагнитные . Восприимчивость этих веществ разная. Восприимчивость парамагнетиков практически равна нулю, а проницаемость рана единице при частотах гораздо меньших, чем частота видимого света. Электромагнитная волна в диэлектриках распространяется без затухания, поэтому показатель отношения синусов углов падения и преломления есть величина постоянная , а геометрические законы преломления и отражения электромагнитных волн соответствуют законам соответствующих световых волн [1]. В то же время диэлектрик поляризуется слабее в переменном поле, чем в постоянном той же напряженности. Поэтому в проводниках первого рода(металлах) электромагнитная волна настолько быстро затухает, что энергия переходит по мере её распространения в Джоулевое тепло, что и подтверждается опытным законом Ома в проводниках первого рода:

; , где (1)

E - электродвижущая сила;

R- сопротивление токоприемников первого рода;

r₀ - внутреннее сопротивление источника электромагнитной энергии;

I- электрический ток (сущность - результат действия и противодействия)

q- количество электрических зарядов. (в классической механике принято считать, в одном кулоне содержится 6,25элем. заряд/с.)

E- напряженность электромагнитного поля в отличии от ЭДС E)

Для цепей постоянного и переменного тока с токоприемником первого рода Rоставим обозначения и понятия в соответствии с принятыми в классической механике. Тогда количественно за величину в один Вольт можно принять значение равное 1В=1,610^-19Дж/элем. заряд. На рис 1. представлена электрическая цепь с проводником первого рода.

Рис.1. Электрическая цепь Ома. R – токоприемник первого рода

Как видим, параметры такой цепи легко описываются опытным законом Ома:

В этих формулах: формула (2) определяет напряжение на потребителе; формула (3) - потерю напряжения на внутреннем сопротивлении источника ; формулы (4) и (5) соответственно, определяют скорости процесса преобразований в источнике электромагнитной энергии IE, при выполнении им работы и скорости преобразования электромагнитной энергии в токоприемнике в форме теплоты (). В этом случае можно определить полную мощность равную энергии в электромагнитной цепи Ома , а также коэффициент полезного действия и :

(7); , (8).

В соответствии с законом Кулона, заметим наличие взаимодействия элементарных частиц и стороннего поля, которое существует как в цепях постоянного, так и цепях переменного тока. Однако в цепях переменного тока сторонние силы сведены к силам переменного электромагнитного поля - "к индукционным" и о сторонних силах и полях "как бы не упоминается"* В то же время следует особо отметить: в цепях постоянного или выпрямленного тока с потребителем второго рода Z (электролитами) стороннее поле реально существует и вносит основную роль в распределении энергии между стационарным макрополем (макро единицей измерения) и статическим (микро единицей измерения, рис.2).

Рис.2. Электрическая схема с токоприемником второго рода Z

Сущность двух полей в электролитах требует особого отношения к понятию ЭДС (Е)ошибочно принятого в практической электротехнике за силу. В соответствии с классической механикой Кулона здесь мы за силу взаимодействия электрических зарядов принимаем силу Fотнесенную к элементарному заряду q, т.е. E=F/q(1В=1,6Дж/ элем. заряд).

Работу электрического тока определяем энергией затраченной на перемещение единичного заряда на расстояниеlотодной точки движения до другой по линейному проводнику, т.е. . Как выше упоминалось в проводниках первого рода "вся" энергия стационарного поля преобразуется в теплоту, тогда: где - теплота процесса, - теплота окружающей среды.

Для дальнейшего анализа закона Ома рассмотрим хорошо апробированные расчетные схемы в практической электротехнике [5]: c последовательным и параллельным подключением к токоприемнику R внутреннего сопротивления r_0. (Рис 3.)

Рис. 3. Схема замещения источника постоянного или выпрямленного тока с токоприемников первого рода R.

Как видим при разомкнутом ключе: величина макс, ток; .

При замкнутом ключе: , где ();². Далее мысленно перенесем сопротивление на расстояние lк токоприемнику , составим энергетические балансы и их сравним. Тогда параметр функционально зависит и от расстоянияl, т.е. = (l). Чем больше величина l, тем больше , тем больше , тем меньше сила тока и на оборот.

Здесь также отметим, что величина сопротивления токоприёмника проводника первого рода с повышением температуры увеличивается, а сопротивление второго рода Z резко уменьшается. Поэтому, если принять во внимание взаимодействия сил от расстояния, то очевидно, разность потенциалов можно было бы принять за измеряемую величину. Тогда, естественно, при - не измеряемая величина. Следовательно, при заданной условно какой либо величины можно получить измеряемую величину, которая по своей сути стала бы отличаться от понятия ЭДС [4].

В соответствии с законом Ома под напряжениемпонимается, что ЭДС первичные субстанции, а ток вторичные, т.е. если ЭДС существует, то образуется ток, а если принять ток первичным, то очевидно, должно существовать понятие "падение напряжения" - (2). И так, приняв ЭДС (ошибочно) за силу, Ом получил экспериментальный закон для проводников первого рода (1).

Беглый анализ экспериментального закона показывает, что он не учитывает параметры и , основные причины разделяющие токоприемники (на первого рода и второго). При этом все параметры входящие в закономерность Ома макроизмеряемые, в отличии и - микроизмеряемые. Осознав, что электромагнитная энергия есть единая мера различных форм движения только "Работы и Теплоты", а ЭДС , принятое понятие, существующее до настоящего времени в ТОЭ ошибочно, необходимо принять равенство - = , где - работа тока, - теплота работы тока, - теплота окружающей среды, а , , - электромагнитная энергия, как особый вид материи, но не зависящийся от воли и сознания человека, с присущей волновыми и корпускулярными свойствами:

В этом случае

(А) при 1Вт=1Дж/с.

При этом ток измеряется в амперах, поскольку принято поток в 1 кулон равен. А поскольку закон сохранения количества движения является обобщающим законом для электромагнитной энергии и световой, и используемой в любой произвольной инерциальной системе отсчета, то появилась ни чем не ограниченная возможность, на базе законов классической механики (Снеллиуса) ; Кулона ;

Гаусса ; (В/м); Фарадея и Гельмгольца.

Кл/с;

Умова-Пойтинга ; Максвелла и Ома , считая их незыблемыми, в плане использования в практической электродинамике, получить ряд новых понятий [2,4,6]: , где – соответственно, значения реактивных сопротивлений; - активные сопротивления анионов и катионов с учетом их взаимодействий, а также - проводимость положительно заряженных частиц - отрицательно заряженных частиц, проводимость кажущаяся (ранее использовалась терминология проводимость среды). И только потом автору удалось разработать экспериментальный закон для проводников второго рода [2, 8]:

Литература:

1. Тамм И.Е. Основы теории электричества/И.Е. Тамм. - Москва: Наука, 1966-624с.

2. Закономерность изменения углов преломления потоков электромагнитной энергии заряженных ионов, движущихся встречно под воздействием ЭДС в грунтовых средах: Открытие/В.В.Палашов. - Диплом №403 Рег. №506 - М.2010.

3. Палашов В.В. Молекулярно- кинетическая закономерность превращения энергии в форме работы или теплоты: открытие/ В.В.Палашов, З.Ф.Немцев, В.Г. Горский, В.И. Горелкин. - Диплом №304. Рег. №304.- М., 2004

4. Палашов В.В. От Энштейна к Гельмгольцу и Фарадею/ В.В.Палашов// Приволжский научный журнал/ Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Нижний Новгород,2017. -№1. - с. 157-161.

5. Поливанов К.М. Электродинамика движущихся тел/ К.М. Поливан . - Москва: энергоиздат, 1982-192с.

6. Палашов В.В. Об аналогии передачи световой и электромагнитой энергий, показателя преломления (от Снеллиуса к Энштейну) /В.В.Палашов//Приволжский научный журнал/ Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т. - Нижний Новгород, 12. №2. - с.288-293.

7. Палашов В.В. Теория и практика физической сущности ионной проводимости/В.В.Палашов, Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т. - Нижний Новгород, ННГАСУ, 2016. -36с.

8. Палашов В.В. Экспериментальный способ определения проводимостей в проводниках второго рода/В.В.Палашов// Положительные решения на изобретение по заявке 201414191728(067504) от 18.06.2015г.

Код для цитирования: Скопировать