Физика без анахронизмов.

[Dachnik]

Дело не в том, что Наука устарела, но полна анахронизмов, невнятных определений и нелепых физических единиц, заимствованных из за бугра.
Это приводит к трудностям в понимании физических явлений, особенно в электродинамике.
Например, что такое момент силы?
Слово момент обычно относится к времени.
На самом деле, это рычаг силы.
Есть сила и, когда она приложена к рычагу, получается физический фактор действия силы на тело, отличный от сжатия-растяжения. (Крутит сила тело рычагом,  гнет ломает, чем больше рычаг, тем сильнее.), не зависящая от момента (времени) приложения силы к рычагу.
То же и магнитный момент.
Есть магнитная сила и рычаг, к которой она приложена.
А что такое сила?
Все понимают, что это такое, но в определениях начинается словоблудие, типа.
Сила, это интенсивность воздействия, а что такое интенсивность, а чем больше воздействие, тем оно сильнее  .

Вот и начнем с электродинамики.
Тут ничего изобретать не надо. Просто надо упорядочить наработки поколений  и привести , как говорится, к единому знаменателю.

Есть такое выражение Сила тока. Измеряют в амперах.
А как определяют ампер.
"Ампер есть сила не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона."
Интересно девки пляшут, по четыре сразу в ряд.....  
Силу определяют через силу  

Но, практически, ток определяется по количеству электронов в сечении проводника и скорости их течения по проводнику. Отсюда и слово ТОК.
Количество электронов можно считать в кулонах.
6,24151·1018 электронов равен −1 Кл.
Значит кулон, это не физическая единица, а всего лишь число. Которое принимают в расчетах из удобства.
Основная единица, это электрон, с известной массой и зарядом (-1)
Сам электрический ток это течение электронов и , как любое течение, характеризуется скоростью течения.
Значит 1 ампер следует определять, как заряд * скорость, типа 1кулон*1метр/сек.
Но, похоже этот ампер численно не будет равен принятому амперу.
Надо будет посчитать переводной коэффициент.


Магнитная индукция B это сила магнитного поля на заряд, значит размерность ньютон.
(Уточнение) Но это не сила Ампера взаимодействия параллельных проводников с током

Размерность \(\frac {\mu_0I}{2pi a}\) должна быть такой же, как размерность слева    \(кг*метр/сек^2\)

Тогда  размерность  \(\mu_0\)  должна быть \(\frac {кг*метр}{кулон. сек}\).

Проверяем индукцию для выражения
 \[ F = \frac {\mu_0I}{2pi a} =  \frac {(кг*метр/кулон\, сек)*(кулон*метр/сек)}{метр} = кг*метр/сек^2 \]

При определении размерности \(\mu_0\)  через силу Ампера


Причем тут ток во втором проводе, вот и получают размерность \(\mu_0\)

Гн/метр

Хотя размерность Гн  = кг·м²·сек⁻²·А⁻²

Эка наворотили то &/

[Dachnik]

Что такое  магнитный момент рамки с током
Смотрим библиотеку. http://lib.sernam.ru/book_t_phis.php?id=191


Сами они не додумались, почему такая формула, почему на площадь умножается, потому как не все силы показали и не знают, что такое момент пары сил.
На вертикальные провода рамки высотой H, действует силы магнитной индукции перпендикулярные оси вращения рамки, равные B*I*H
Сила В, это сила в ньютонах при токе 1 ампер, на 1 пог. метр рамки.
На горизонтальные провода длиной L, силы действуют по оси рамки и вращать рамку не могут.
Остается пара сил, рычаг которых равен L.
Вращательный момент пары сил равен силе, умноженной на расстояние между силами.  
M =  B*I*H*L = B*I*S        
H*L -  это площадь контура S
I - число ампер, величина безразмерная. Размерность тока входит в В, она сила на 1 ампер.
Размерность М равна ньютон* метр²
В механике момент одиночной силы будет F*L   ньютон*метр
Но тут F = Fo*H.

B*S = Ф  называют магнитным потоком, численно равен магнитному моменту при токе 1 ампер.
Ток в 1 ампер нужен только для замера самостоятельного явления - магнитный поток.
Без тока в 1 ампер в рамке, магнитный поток не замеришь.
Единицу магнитного потока называют вебер, в системе СИ размерность ньютон*метр²
В механике МКГСС, единица давления кГ/см² - одна атмосфера.
Единица давления, умноженная на площадь дает общее давление на площадь пола, или стенки.
Так что физический смысл вебера, это  давление магнитной индукции на площадь рамки.  Численно равно магнитному моменту для тока в рамке 1 ампер..

Магнитный момент, как и механический, дает осевой вектор, направление которого определяется направлением вращения рычага. Против часовой стрелки - вверх.
Магнитный поток - линейный вектор, направлен по вектору магнитного поля.
Для непрерывного вращения электродвигателя меняют или направление тока, или направление магнитного потока.
 

[Dachnik]

Чтобы в дальнейшем не было вопросов разберемся,  что такое физическая постоянная -
гравитационная, Больцмана, магнитная и т.п.
Это коэффициент пропорциональности, значит просто число. А раз постоянное, то не зависит от системы единиц в которых замеряются физические явления.
Например гравитационная постоянная G = 6,67384(80)·10 ⁻¹¹.
Затем этому числу присваиваются размерности, такие чтобы  размерность левой части была такая же, как и в правой части.
Если силу взаимного взаимодействия тел замеряют в СИ в ньютонах (N), то в левой и правой части должны быть ньютоны, тела в единицах массы, расстояния в метрах, время в секундах.
Тогда размерность гр. постоянной получается  м³·с ⁻²·кг ⁻¹
\(F_N = G\frac {кг*кг}{метр^2} \)  ньютон
Размерность справа м³·с ⁻²·кг ⁻¹ *кг²/метр² = кг*метр/сек²  ньютон.


Если мерять в системе МКГСС   кГ, метр, секунда
\(F_{кГ} = G\frac {кГ*кГ}{метр^2}\)
Тогда размерность G получается метр²/кГ
\(\frac {метр^2}{кГ} \frac {кГ*кГ}{метр^2} = кГ\)

Тут надо четко понимать.
Если в левой части размерности не меняется, а в правой меняются (Другие "буковки"),
то и размерности Постоянной меняются. Само число не меняется, оно же постоянное .

Это не относится к физическим постоянным, которые берутся "от балды"

[Dachnik]

Для силы Ампера пишут формулу

N/А².
\(F = \frac {N}{A^2}\frac {A^2}{метр} = \frac{ньютон}{метр}\)
Слева и справа должна быть сила на один погонный метр проводника от соседнего бесконечного проводника.
Двойка у них не сократилась по неграмотности при выводе формулы.

Не совсем понятен физический смысл размерности постоянной \(\frac {N}{A^2}\)
Очевидно, что они приняты формально.

Размерность ампера должна быть  Q*V  кулон*метр/сек.
Получаем размерность силы Ампера    \(F_A = \mu_0 \frac {кулон^2*метр^2/сек^2 }{метр } = \mu_0* кулон^2*\frac {метр}{сек^2}\)

Умножаем и делим правую часть на кг.
\(F_A = \frac {\mu_0*кулон^2}{метр*сек^2 }*\frac {кг}{кг} = \frac {\mu_0*кулон^2}{кг} *\frac {кг*метр}{сек^2}\)

Размерность \(\mu_0\) получается  \(\frac {кг}{кулон^2}\)

 \(\frac {кг}{кулон^2}*\frac {кулон^2}{кг} * \frac {кг*метр}{сек^2} = \frac {кг*метр}{сек^2}\)  = размерность силы ньютон.

Физический смысл размерности магнитной постоянной, в данном случае, в соотношении между килограммом массы "кг"и зарядом "кулон".
В расчетах должна приниматься магнитная постоянная \(\mu_0 =1.256...*10^{-6} \frac {кг}{кулон^2}\)

[Dachnik]

Если вы провели опыт с рамками, то интересно ознакомиться с его результатами и вашими выводами.

Если этот вопрос ко мне, то вам я отвечу.
Эти опыты проводили во времена Ампера. Возможно повторяют и в школах, а мне то зачем.
Вопрос должен звучать так.
Что будет с рамками с током, если их расположить на оси Х, чтобы оси вращения были вертикально.
Если в рамках будет одинаковый ток, то в левой и правой стороне рамок ток будет иметь одинаковое направление.
Значит стороны рамок будут притягиваться. Если рамки стоят типа буквы V, то ближние стороны будут притягиваться сильнее и рамки установятся в плоскости XY, параллельно оси Х.
Если в рамках будут разные токи, то стороны рамки будут отталкиваться, ближние стороны сильнее.
Рамки установятся перпендикулярно оси Х.

[Dachnik]

Наука пишет



При этом пишут, что эта сила имеет размерность тесла.
Почему тесла, а не ньютон, как для всех сил?
Посмотри, как это получается для Большого адронного коллайдера.
В БАКе протон движется по окружности при равенстве силы Лоренца, центробежной силе.
\[ q[V\times B] = \frac {mV^2}{R} \]
Масса протона 1,67*10(-27)
Радиус БАКа 4300 метр.
Cкорость протона берем С.
\(\frac {mV^2}{R} = \frac {1,67*10^{-27}*9*10^{16}}{4,3*10^3} =  3,5*10^{-14}\,ньютон.\)

Для силы Лоренца заряд протона 1,6*10^-19 кулон
\(q[V\times B] =  1.6*10^{-19}\, кулон* 3*10^8 метр/сек *В = 4,8* 10^{-11}B\, кулон*метр/сек\)

Получается, что в БАКе  \(B = \frac { 3,5*10^{-14}}{4,8* 10^{-11}} = 0.79*10^{-3}\, ньютон (тесла)\)

Для БАКа  показывают В, как 3 - 8 тесла.  

И эти аферисты заявляли, что БАК у них работал и они получили бозон Хиггса.

[Dachnik]

Наука пишет
"Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика — напряжённость электрического поля — векторная физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещённый в данную точку пространства, к величине этого заряда. Направление вектора напряженности совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд".
Рисуют такую картинку

Эту зависимость силы (Ее назвали силой Кулона) Кулон замерял на крутильных весах и получил уравнение
\[ F = k\frac {Q*q}{R^2}\, (1) \]    
Не важно, в каких единицах силы он замерял, в кГ, динах, ньютонах, важно что он замерил постоянный коэффициент пропорциональности число к
Википедия лоханулась, когда написала, что это число зависит от системы едниниц измерения. Вот если систему единиц брать от балды, тады да.
Гаусс от балды взял в своей системе к = 1, так ему легче было вести расчеты без нынешнего калькулятора.  

Берем единицу силы - ньютон.
Заряд  Q = 1 кулон
Единичный заряд - 1 кулон
Радиус 1 метр.
\(F_{ньютон} = k\frac {Q*q}{R^2} = к*\frac {кулон^2}{метр^2}\)
Для того, чтобы размерность правой части была ньютон, формально обозначили размерность к     \(ньютон* \frac {метр^2}{кулон^2}\)

Вернемся к магнитной постоянной \(\mu\)
Наука пишет  Н/А².
Электрическую постоянную не замеряют, а лохотронно вычисляют по Максвеллу, (А потом обратно получают скорость света С, якобы по характеристикам вакуума \(\mu\) и \(e_0\) )который показал такую формулу.
\(C^2 = \frac {1}{\mu_0e_o}\)  Тогда  \(e_0 = \frac {1}{\mu_0C^2}\)
Подставляем числа и размерности.
\[ e_0 = \frac {1}{1,256*10^{-6}Н/A^2  *9*10^{16}метр^2/сек^2} = \frac {1}{11.304*10^{10}} =0,0885*10^{-12} = 8.85*10^{-12}
 \]
Размерность
\[  \frac {1}{\frac {Н}{A^2} *\frac {метр^2}{сек^2}} = \frac {A^2 сек^2}{H*метр^2} \]
Для сферического конденсатора применяем формулу \(I = Q/сек\)
Получаем размерность электрической постоянной
\[  \frac {Q^2}{H*метр^2} \]
\[ k = \frac {1}{e_0} = \frac {H*метр^2}{Q^2} \]
Тогда формула (1) \[  F_{ньютон}\frac {H*метр^2}{Q^2}\frac {Q^2}{R^2} = H\,ньютон  \]
Для тока в проводе, где ток определяется как 1 ампер = 1кулон*1метр/сек размерность \(e_0\)
\[ \frac {A^2 сек^2}{H*метр^2} = \frac {кулон^2*метр^2}{H*метр^2} = \frac {кулон^2}{ньютон} \]
Напряженность электрического поля  в интернете показана

Это напряженность электрического поля на единичной площади сферы на радиусе r,
Подставляем в это выражение размерность \(e_0\)
\[ E = \frac {H*метр^2}{A^2 сек^2}*\frac {кулон}{метр^2} = \frac {ньютон*кулон}{A^2 сек^2} = \frac {ньютон*кулон}{(кулон^2*метр^2/сек^2)*сек^2} = \frac {ньютон}{кулон*метр^2}
 \]
В электрическом поле сила на заряд равна E*Q
\[ F_{ньютон} = \frac {ньютон}{кулон*метр^2}*кулон =  \frac {ньютон}{метр^2} \]
Эти размерности показывают полную силу по сфере, деленную на площадь сферы \(4\pi R^2\)




Если есть вопросы по тексту, то отвечу.
Флуд и запихивание в тему собственные теорий, удаляются.

[Dachnik]

В физике сила Ампера есть, но силы тока нет.
Движение электронов проводнику в других размерностях, не в ньютонах силы.

Вики пишет
 "Действительно, ампер, являющийся одной из основных единиц СИ, определяется в ней как «сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона»[1].
Таким образом, из полученной формулы и определения ампера следует, что магнитная постоянная  \(\mu_0\)  равна \( 4\pi \times 10^{-7}\, Н/А²\)"
Туда же лепит древнее выражение.


Современная формула силы Ампера другая.
\[ F_A = \mu_0q[V\times H] = q[V\times B]  \]
B - вектор магнитного поля первого проводника, на расстоянии между проводниками R, перпендикулярен вектору тока \(I_2\) во втором проводнике.
Этот вектор  \(\vec B = \mu_0\frac {\vec I_1}{2\pi \vec R}\)
Официальная наука не умеет делить вектор на вектор и не понимает, что в этом случае появляется осевой вектор B, перпендикулярный радиусу, касательный к окружности \(2\pi R\).
Начинают, что то там, руками показывать.



Если единицу тока "ампер" определять через силу Ампера, то размерность тока \(I_2\)
надо определять соблюдая условия.
\(I_1 = q*V\)

\(\vec B = \mu_0\frac {\vec I_1}{2\pi \vec R}= \mu_0\frac {q\vec V}{2\pi \vec R}\)

\(Размерность\,\mu_0 = \frac {кг}{кулон^2}\)

\[ Размерность\, I_2 = \frac {F_A}{qB} =\frac {ньютон}{\mu_0\frac {qV}{ R}}= \frac {кг*метр/сек^2}{\frac {кг}{кулон^2}*\frac {кулон*метр/сек}{ метр}} = кулон*метр/сек = q*V
 \]
В Интернете  ток часто  определяют как \(I = \frac {Q}{t}= \frac {Заряд_{кулон}
}{сек}\)
Рост заряда по времени, это зарядка конденсатора, а не постоянный ток в проводнике, когда через сечение проводника идет постоянный ток с постоянным по величине зарядом на скорости V.