Автор Тема: Парадокс Фарадея и его объяснение.  (Прочитано 13027 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Униполярная индукция была открыта ещё Фарадеем почти 200 лет тому назад, но в классической электродинамике окончательного ответа на то, как и почему работает униполярный генератор, нет до настоящего времени [1]. Особо непонятен случай, когда имеется вращающийся намагниченный проводящий цилиндр, при движении которого между неподвижными контактами, подключёнными к его оси и образующей, возникает э.д.с. Ещё более непонятен случай, когда вместе с цилиндрическим  магнитом вращается проводящий диск, а неподвижные контакты подключены к оси диска и его образующей. В некоторых источниках говорится, что ответ может быть получен в рамках СТО, но нет конкретных ссылок, как именно СТО объясняет указанные случаи. Сейчас будет показано, что конкретные ответы на все эти вопросы могут быть получены в рамках концепции зависимости скалярного потенциала заряда от его относительной скорости.

Подробнее http://fmnauka.narod.ru/FA.pdf

Большой Форум

Загрузка...

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #1 : 18 Январь 2011, 23:43:55 »
 Приветсвую Вас, Федор! Надеюсь, болезнь была не очень серьезная... От души желаю здоровья!
 Вы удивительно быстро управились со статьей.
 Сразу по ходу дела появились вопросы.
 Стр.2:
Цитировать
Если параллельно оси стержня в поле E начать со скоростью Dv двигать
другую ИСО, то в ней появится дополнительное магнитное поле
DH= (Dv)e E . Если теперь по отношению к уже движущейся ИСО начать
двигать третью систему отсчета со скоростью Dv , то уже за счет движения в
3
поле DH появится добавка к электрическому полю DE= (Dv)2me E .
Данный процесс можно продолжать и далее, в результате чего может быть
получен ряд, дающий величину электрического поля ( ) v E¢ r в движущейся
ИСО при достижении скорости v = nDv , когда Dv®0, а n®¥. В
конечном итоге в движущейся ИСО величина динамического электрического
поля окажется больше, чем в исходной и определиться соотношением...
Но простите, я всегда между ИСО со скоростью Dv и стержнем могу ввести еще одну ИСО со скоростью Dv/2. Тогда по вашему принципу "наращивания полей" можно перейти к ИСО с Dv в два этапа по Dv/2. Но тогда поле в ИСО с Dv по вашему способу подсчета будет DE=(Dv/2)2me E, а не DE= Dv me E. То есть такой подход некорректен... Прогрессия здесь должна быть явно арифметическая, а не геометрическая.
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #2 : 19 Январь 2011, 14:16:56 »
Вы пытаетесь провести интерполяцию между двумя членами степенного ряда, поэтому и получаете неправильный результат. Выполните процедуру, указанную в статье, и Вы увидите, что получается степенной ряд, соответствующий гиперболическому косинусу. Следует указать, что разложение в ряд известного корня в СТО и гиперболического косинуса совпадают. С этим и связан такой успех СТО, где эта зависимость просто угадана путём введения постулатов. В СТО ведь тоже скалярный потенциал зависит от относительной скорости заряда в соответствии с указанным корнем, но это зависимость получена путём очень тяжелых физических утрат и получается за счёт введения механического сжатия движущихся тел в направлении их движения. Причём при приближении скорости тела к скорости света его продольный линейный размер стремится к нулю. Ясно, что для такого сжатия необходима колоссальная энергия, но в СТО не указано, откуда эта энергия берётся. В данном же случае зависимость скалярного потенциала заряда от скорости получается естественным путём из законов индукции, записанных в полных производных, что также является вполне естественным и очевидным.
Описание работы униполярного генератора, приведенное в статье, по сути дела первое физически понятное описание его работы, которое понятно любому специалисту.

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #3 : 19 Январь 2011, 14:54:56 »
Фёдор Менде:
Цитировать
Вы пытаетесь провести интерполяцию между двумя членами степенного ряда, поэтому и получаете неправильный результат.
Давайте идти от физики к математике, а не в обратном направлении. Вы, по сути, постулируете "степенной ряд" как основу своей математической модели. Но тогда Вы должны и все физические законы переделать под эту концепцию. Скажем, в корне изменить правило сложения скоростей. Причем (в отличие от СТО) для любых как угодно малых скоростей : если тело М движется в ИСО1 со скоростью V, а сама ИСО1 движется относительно ИСО2 тоже со скоростью V, то по вашим правилам скорость тела М в ИСО2 должна быть V2, а не как в классической механике 2V.
 Есть ли у Вас физические основания так поступать?
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #4 : 19 Январь 2011, 15:23:14 »
В данном случае степенной ряд не постулируется, а получается для преобразований полей из законов индукции, полученных экспериментально. Когда мы пишем кинетическую энергию движущегося тела, то не задумываемся, есть ли более высокие,  чем квадратичные члены в выражении для энергии, и вообще не задумываемся, на что тратиться энергия, ускоряющая заряд и откуда она берётся при его торможении. Эти вопросы и поднимает эта тема. Движущийся электрон увеличивает свою энергию за счёт того, что его поля, нормальные к направлению движения, увеличиваются, причём не точно по квадратичному закону. У протона тоже имеются электрические поля, такие же,  как и у электрона, но он почем-то увеличивает свою кинетическую энергию больше. Возможно, у протона имеются какие-то внутренние поля, от которых и зависит его масса и эти поля тоже при движении как-то увеличиваются. Этого мы не знаем. Но имеется один очень интересный факт. Если записать магнитные поля, порождаемые токами, текущими по сверхпроводнику, то окажется, что эти поля определяются совсем не зарядом текущих носителей тока, а их массой. Об этом читайте на стр. 110 http://fmnauka.narod.ru/Pro1.pdf  . И если бы протоны могли двигаться без трения с такой же скоростью как электроны, то магнитные поля, ими создаваемые, были бы в отношение масс сильнее. Но в атоме и ядро и электронная оболочка двигаются без трения. Мы удивляемся, почему у атома водорода при этом отсутствует магнитный момент. А отсутствует он по той причине, что хоть протон и движется медленнее, но создаёт ровно такое поле, как создаёт и движущийся электрон, только противоположного знака.

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #5 : 19 Январь 2011, 16:04:20 »
Цитировать
Если записать магнитные поля, порождаемые токами, текущими по сверхпроводнику, то окажется, что эти поля определяются совсем не зарядом текущих носителей тока, а их массой. Об этом читайте на стр. 110 http://fmnauka.narod.ru/Pro1.pdf  . И если бы протоны могли двигаться без трения с такой же скоростью как электроны, то магнитные поля, ими создаваемые, были бы в отношение масс сильнее.
Этот вопрос я уже пытался с Вами обсуждать. Это ваше утверждение вобщем-то несложно проверить практически. Скорость движения электронов в сверхпроводящем кольце не очень велика - на вскидку не скажу, но, по-моему, имеет вполне практически достижимые цифры.
 Можно раскрутить такое кольцо в сторону, противоположную движению электронов со скоростью ионной решетки, равной половине скорости электронов. По моим представлениям, магнитное поле такого кольца не должно измениться - так как уменьшение тока за счет уменьшения скорости электронов полностью компенсируется появлением движения положительных ионов с такой же скоростью в противоположную сторону. То есть поле полностью определяется зарядами носителей, а не их массой.

... Да что там сверхпроводящие кольца. Все гораздо проще - раскрутите простое проводящее (хм... непроводящее даже лучше) кольцо без тока. Там движутся и электроны, и ионы с одинаковыми скоростями в одну сторону. Поскольку массы ионов значительно больше - должно по вашей версии появиться магнитное поле. Чего никто никогда не наблюдал.
« Последнее редактирование: 19 Январь 2011, 16:09:59 от tcaplin »
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #6 : 19 Январь 2011, 16:11:55 »
Здесь имеется одна тонкость. Зависимость магнитного поля от массы появляется только для свободных носителей тока, которые при своём движении имеют определённое распределение тока вблизи поверхности. У сверхпроводников ведь даже на постоянном токе имеет место скин-эффект, подобно тому как это имеет место для обычных электронов на высоких частотах. Ионы же в решетке связаны и такими свойствами не обладают.
Но мы начали отклоняться от основной темы.
« Последнее редактирование: 19 Январь 2011, 16:15:35 от Фёдор Менде »

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #7 : 19 Январь 2011, 16:16:18 »
Цитировать
Здесь имеется одна тонкость.
Да, в этих тонкостях можно если не утонуть, то по крайней мере утопить концы...  :)
 Давайте покрутим диэлектрическое кольцо...
Цитировать
Но мы начали отклоняться от основной темы.
Ничуть. Объяснение должно быть физически корректным. Вот корректность вашего подхода мы и обсуждаем... Я ничего не утверждаю - и готов принять ваши обоснованные доказательства моей неправоты.
« Последнее редактирование: 19 Январь 2011, 16:19:04 от tcaplin »
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #8 : 19 Январь 2011, 16:21:51 »
Это не интересно, поскольку там все заряды связаны. Если же заряды свободны, как в сверхпроводнике, то попробуйте, хотя бы мысленно, покрутить это кольцо. Всем, например, кажется, что при этом вокруг кольца возникнет большое магнитное поле, т.к. электроны в связи с наличием массы и обладая инерцией начнут отставать от решетки, а это равноценно очень болшому току. Но это далеко не так.

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #9 : 19 Январь 2011, 16:26:16 »
Цитировать
Это не интересно, поскольку там все заряды связаны.
Но движение как механическое понятие есть. Связанность зарядов только придает чистоту эксперименту - никаких "тонкостей". Гарантировано движение ионов и электронов по одинаковому кругу с одинаковой скоростью.
 Или для связанных зарядов законы вашей электродинамики другие?
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #10 : 19 Январь 2011, 16:31:30 »
Конечно другие. Через диэлектрики ЭМ волны проходят свободно, а от проводников отражаются. И это связано со свободными зарядами. В нормальные металлы магнитное поле проникае, а в сверхпроводники -не, и это опять связано с тем, что заряды двигаются без трения.

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #11 : 19 Январь 2011, 16:39:12 »
Цитировать
Через диэлектрики ЭМ волны проходят свободно
Ну, сейчас-то мы обсуждаем постоянное магнитное поле движущихся по кольцу зарядов.
 Ваш тезис - это поле зависит от массы носителей, а не от величины зарядов. Именно поэтому крутящееся кольцо из диэлектрика должно давать магнитное поле - движение ионов даст значительно большее поле, чем компенсирующее его движение электронов. Хотя результирующий ток, расчитываемый как движение зарядов (а не масс), будет нулевой.
« Последнее редактирование: 19 Январь 2011, 16:41:29 от tcaplin »
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #12 : 19 Январь 2011, 16:41:02 »
Но хотелось бы вернутся к теме топика. Вам понятна работа униполярного генератора с точки зрения зависимости скалярного потенциала заряда от скорости, если принять указанную его зависимость от скорости?

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #13 : 19 Январь 2011, 16:45:18 »
Ну, сейчас-то мы обсуждаем постоянное магнитное поле движущихся по кольцу зарядов.
 Ваш тезис - это поле зависит от массы носителей, а не от величины зарядов. Именно поэтому крутящееся кольцо из диэлектрика должно давать магнитное поле - движение ионов даст значительно большее поле, чем компенсирующее его движение электронов. Хотя результирующий ток, расчитываемый как движение зарядов (а не масс), будет нулевой.

Я уже сказал, что эффект зависимости магнитного поля не от заряда, а от массы носителей тока наблюдается только для свободных зарядов, и не наблюдается для связанных, как это имеет место в диэлектриках. Пордробнее посмотрите стр. 110 http://fmnauka.narod.ru/Pro1.pdf  .

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #14 : 19 Январь 2011, 16:50:28 »
Цитировать
Вам понятна работа униполярного генератора с точки зрения зависимости скалярного потенциала заряда от скорости, если принять указанную его зависимость от скорости?
Логика ваших рассуждений мне понятна. Но мне интересна именно физическая корректность принимаемых предпосылок, а не логика сама по себе. И логика, и математика - чрезвычайно универсальные вещи. В этом их сила - но одновременно и слабость. В отрыве от эмпирических физических ограничений они могут увести далеко от реальности.
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #15 : 19 Январь 2011, 16:53:47 »
Цитировать
Я уже сказал, что эффект зависимости магнитного поля не от заряда, а от массы носителей тока наблюдается только для свободных зарядов, и не наблюдается для связанных, как это имеет место в диэлектриках.
Вы имеете полное право на свое мнение. Но в этом вопросе я категорически не согласен. Не должны заряды в корне менять свои свойства в зависимости от их "связанности" или нет.
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #16 : 19 Январь 2011, 17:22:23 »
Ну, здесь Вы не правы. Физические характеристики систем со связанными зарядами и со свободными очень отличаются примерно так же, как обычная вода отличается от льда.

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #17 : 19 Январь 2011, 17:48:53 »
Цитировать
Ну, здесь Вы не правы. Физические характеристики систем со связанными зарядами и со свободными очень отличаются примерно так же, как обычная вода отличается от льда.
Именно поэтому надо так описать свойства частиц вообще и зарядов в частности, чтобы это различие систем органично вытекало из единых свойств составляющих их частиц.
 А манипулирование свойсвами частиц типа "когда (нам) надо - они корпускулы, а когда надо - волны" уже есть. И оно не устраивает не только меня...
С уважением.
Александр Цаплин.

Оффлайн Фёдор Менде

  • /
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 10541
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +2093/-2639
  • Соловей разбойник тоже был не только лыком шит
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #18 : 19 Январь 2011, 17:56:57 »
Я не принадлежу к тем, кто считает корпускулы волнами и пытаюсь свои точки зрения излагать максимально понятно с физической точки зрения. Когда я написал эту статью, то и сам удивился тому, как ясно и понятно объясняет работу униполярного генератора свойство зависимости скалярного потенциала заряда от скорости. И мне кажется, что токого простого объяснения до сих пор не было.

Оффлайн tcaplin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1843
  • Страна: su
  • Рейтинг: +159/-98
Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #19 : 19 Январь 2011, 18:14:49 »
Цитировать
Когда я написал эту статью, то и сам удивился тому, как ясно и понятно объясняет работу униполярного генератора свойство зависимости скалярного потенциала заряда от скорости. И мне кажется, что токого простого объяснения до сих пор не было.
Насколько я понял, сама идея качественно действительно все объясняет. И для этого, мне кажется, закон зависимости (геометрическая прогрессия или арифметическая) не так и важен.
 Я же пытаюсь вообще уяснить ваши идеи. Не только применительно к одной задаче. И вот тут начинаю наталкиваться, как мне кажется, на досадные неувязки...
 Еще раз подчеркиваю, что моя цель не "возражать любой ценой", как Вы однажды заметили, а сложить единую непротиворечивую модель, согласующуюся со всеми известными опытными данными.
С уважением.
Александр Цаплин.

Большой Форум

Re: Парадокс Фарадея и его объяснение.
« Ответ #19 : 19 Январь 2011, 18:14:49 »
Loading...