Исследование тока электронов, вызванного ускорением

[Олег Владимирович Лавринович]

При этом  теоретический мгновенный заряд проводника, 
зависит от концентрации и объема, очень большой, но не проявляет себя

50 см3 меди заряд, порядка, 600 000 кулонов. И при ударном ускорении он весь смещается (по теории) . Да за 10 наносекунд, этож   6Е13 ампер! И где такой всплеск?
 

Понятно, что такого явления не существует, дрейфовую модель, в корзину.

И заодно, хаотичное метание свободных электронов . Но всплески тока в устройстве ВПД надо как-то  объяснить.

[Семенец Ю.Л.]

50 см3 меди заряд, порядка, 600 000 кулонов. И при ударном ускорении он весь смещается (по теории) . Да за 10 наносекунд, этож   6Е13 ампер! И где такой всплеск?
 И заодно, хаотичное метание свободных электронов . Но всплески тока в устройстве ВПД надо как-то  объяснить.

Но всплески тока в устройстве ВПД надо как-то  объяснить.

Ударная волна вызывает колебание частиц.

[Олег Владимирович Лавринович]

Ударная волна вызывает колебание частиц.

на какое расстояние можно сместить 600000 кулонов от их положительных партнеров? на фоне   электрических сил смешно говорить о смещении из-за ничтожного щелчка. Колебаться там может все, в том числе и механически, упругие колебания. Но электроны из равовесия гирькой не выбить...

[VPD]

  Но электроны из равовесия гирькой не выбить...

 
 Вероятность "гирькой выбить электрон" в моём опыте весьма  мала. Но оказалась не нулевой.
 Отношение числа электронов, участвующих в токе к общему числу электронов проводимости в кольце
Nи/N = 5,6*10⁶ /2,55*10²⁴ =2,2*10^-18 .
   Только один из миллиарда миллиардов "срываются с места" и образуют ток.
  Срабатывают законы больших чисел и ничтожных вероятностей...
  Это один из возможных вариантов объяснения инерционного тока.

[Семенец Ю.Л.]

на какое расстояние можно сместить 600000 кулонов от их положительных партнеров? на фоне   электрических сил смешно говорить о смещении из-за ничтожного щелчка. Колебаться там может все, в том числе и механически, упругие колебания. Но электроны из равовесия гирькой не выбить...

на какое расстояние можно сместить…?

   
Эту часть вопроса могу принять.
Такие расчеты я уже показывал в темах ВПД.

сместить 600000 кулонов от их положительных партнеров?

Не 600 000 Кл, а 408 000 Кл:

сместить 600000 кулонов от их положительных партнеров?

Я не поддерживаю  теорию  дрейфа всех, или не всех,
свободных электронов, поэтому эта часть вопроса, с
параметром  408 000 Кл.,  не ко мне.

[Семенец Ю.Л.]

 
 Вероятность "гирькой выбить электрон" в моём опыте весьма  мала. Но оказалась не нулевой.
 Отношение числа электронов, участвующих в токе к общему числу электронов проводимости в кольце
Nи/N = 5,6*10⁶ /2,55*10²⁴ =2,2*10^-18 .
   Только один из миллиарда миллиардов "срываются с места" и образуют ток.
  Срабатывают законы больших чисел и ничтожных вероятностей...
  Это один из возможных вариантов объяснения инерционного тока.

Предположим что напряжение U = 8 x 10^-3 В,   
сила тока I = 1 x 10^-3 А, в вашем витке,
действует длительное время.

Каким зарядом будет характеризоваться проводник?

[Ost]

но ведь, инерционный ток не подвержен скин эффекту. смещается весь электронный газ по всему объему через все сечение. По крайней мере  передний фронт. Не так ли?

Время релаксации во фронте ударной волны порядка 1 нс.
Всё в пределах стандартной теории электропроводности.

Релаксации, как понимаю, наступает после прекращения ускорения. Ни секундой позже. И если ускорение не наносекунду длится, то при такой скорости релаксации сигнал должен бы повторять, плюс минус, профиль ускорения. Но сам удар и отскок длятся долго.

амплитуда тока на низкой частоте порядка 50 А.

на низкой частоте его не  видим. почему?

порядка 50 А.При наличии скин эффекта на частоте 25 МГц порядка 1 миллиампера.

но ведь, инерционный ток не подвержен скин эффекту. смещается весь электронный газ по всему объему через все сечение. По крайней мере  передний фронт. Не так ли?

Релаксация протекает в ударной волне. При завершении релаксации ускорение в зоне ударной волны остаётся.

Это амплитудный ток короткого замыкания, он возможен только в цепи не содержащей индуктивности, что невозможно в реальном опыте.
Поэтому этот ток надо рассматривать как предельную характеристику металла при реакции на ударную волну.
Ток сильно зависит от реактивных элементов цепи. Они изменяют ток и этим вызывают скин эффект.
При этом индуктивность накапливая энергию дополнительно сильно уменьшает его. В результате остаётся ничтожный ток который трудно измерять.
Результат измерения заряда не зависит от индуктивности цепи. Зависит от проводимости и скин эффекта.
Индуктивность не изменяет удельного импульса электронов от которого зависит заряд.

Инерционный ток подвержен скин эффекту из-за наличия в цепи реактивных элементов. Динамика развития скин эффекта очень быстрая.

[VPD]

Предположим что напряжение U = 8 x 10^-3 В,   
сила тока I = 1 x 10^-3 А, в вашем витке,
действует длительное время.

Каким зарядом будет характеризоваться проводник?

q = UC= 8 x 10^-3 10^-10 = 8 10^-13 - заряд конденсатора инерционными электронами.
Что такое заряд проводника - не знаю.

[Семенец Ю.Л.]

q = UC= 8 x 10^-3 10^-10 = 8 10^-13 - заряд конденсатора инерционными электронами.
Что такое заряд проводника - не знаю.

Если я правильно Вас понимаю, то Вы утверждаете что,
при постоянной подаче напряжения 8 х 10^-3 В,
количество свободных электронов составит те же 5,6 х 10⁶ шт.   

Тогда  формула I = neSv  не работает,
так как  nSl = 2.55 x 10²⁴ шт/м³, а не 5,6 х 10⁶ шт. 


Если в эту формулу подставить ваше количество электронов,
то получится скорость дрейфа близкая к скорости света,
что не очень хорошо для дрейфовой модели.



И что не плохо  для волновой теории.

[VPD]

Если я правильно Вас понимаю, то Вы утверждаете что,
при постоянной подаче напряжения 8 х 10^-3 В,
количество свободных электронов составит те же 5,6 х 10⁶ шт.   
...

Время "подачи" инерционного тока около 10 нс. Ток  импульсный, а не постоянный ток. Поэтому и число электронов вполне определённое.

[VPD]

Время "подачи" инерционного тока около 10 нс. Ток  импульсный, а не постоянный ток. Поэтому и число электронов вполне определённое.

  Похоже, что инерционный ток  результат туннелирования небольшой части свободных электронов через барьер потенциальной ямы кристаллической решётки проводника. Удар  "заселяет" электронами верхнюю часть зоны проводимости кристалла (механическая накачка) и, когда она заполнится, возникает лавина релаксации и соответствующий   ток. Возможно величина этого тока не зависит от температуры проводника.

[Олег Владимирович Лавринович]

 
 Вероятность "гирькой выбить электрон" в моём опыте весьма  мала. Но оказалась не нулевой.
 Отношение числа электронов, участвующих в токе к общему числу электронов проводимости в кольце
Nи/N = 5,6*10⁶ /2,55*10²⁴ =2,2*10^-18 .
   Только один из миллиарда миллиардов "срываются с места" и образуют ток.
  Срабатывают законы больших чисел и ничтожных вероятностей...
  Это один из возможных вариантов объяснения инерционного тока.

Я  вам и раньше писал, что для получения тока  нужно ничтожно мало электронов, поскольку транзит заряда(кратного электрону) по проводу происходит со скоростью света.  Если бы ток определялся дрейфом электронов, то проводящее тело  долго заряжалось бы равномерно за много секунд или минут(от размера/ скорость дрейфа), при прикосновении к другому , заряженному.  Инерция относится ко всему массиву(а как иначе?). По встряхиванию появляется  разность потенциалов  , которая определяет  релаксационный ток(задний спад импульса ). С этим, могу согласится. Но, с зависимостью инерционного(переднего фронта) от сопротивления проводника , нет.  Во первых путь проходимый электронами относительно матрицы ничтожно мал. (силы взаимодействия электронов с матрицей  ну очень велики по сравнению с инерционными в данном опыте. Отношение силы к массе  порядка, 1Е12( два элементарных ку на расстояннии, примерно, 1 Ангстрём). Во вторых,инерционному току не нужно проходить весь проводнико. Неравенство зарядов должно бы возникать по всей длине по принципу, все вдруг, если бы ускорение было длительным. Но у вас импульс.. Единственное ограничение , скорость звука в проводнике, поскольку мы работаем при импульсном  ускорении. Тогда, неравенство зарядов  катится, как волна, но и релаксация не отстает.   Сопровождая или отставая от механических деформаций.(И мы ловим "кусочек" тока только на маленьком участке(что вероятно и определяет время, 1Е-8 сек,  сигнала. , там, где подключен конденсатор. .)А весь проводник в целом при этом остается нейтральным.  Опыт ваш интересный , поучительный, но неоднозначный. Его параллельно с вами повторял Владимир Макаров в разных вариантах  с кольцом и линейным проводником на таком же оборудовании, как у вас. Но ничего, кроме шумов, зарегистрировать не смог. А вам, возможно, повезло. Что-то колебалось. Но что?

[VPD]

  Если бы ток определялся дрейфом электронов,

 
 Электрический ток именно медленный дрейф электронов. Но не всех электронов в зоне проводимости, а только тех очень немногих, что смогли  пробили тоннель в  стенке потенциальной ямы кристалла.  Оказавшись вне ямы только эти электроны  создают электромагнитную волну, распространяющуюся со скоростью близкой к световой.   
 Заряд остальных электронов скомпенсирован и они не участвуют в токе.

[VPD]

   Опыт ваш интересный , поучительный, но неоднозначный. Его параллельно с вами повторял Владимир Макаров в разных вариантах  с кольцом и линейным проводником на таком же оборудовании, как у вас. Но ничего, кроме шумов, зарегистрировать не смог. А вам, возможно, повезло. Что-то колебалось. Но что?

  Если он добьётся уровня помех менее 2 мВ (пиковое значение) и установит уровень синхронизации осциллографа больше этих помех, то первый же хороший удар по спице ударного контура принесёт ему искомый сигнал. Спица должна быть упругой и жёстко связанной с  жёстким кольцом на толстой  оси. 
  Я иногда добивался помех меньше 1 мВ. Для этого выключал всю электронику вокруг, особенно инверторные зарядные устройства.

[Олег Владимирович Лавринович]

  Если он добьётся уровня помех менее 2 мВ (пиковое значение) и установит уровень синхронизации осциллографа больше этих помех, то первый же хороший удар по спице ударного контура принесёт ему искомый сигнал. Спица должна быть упругой и жёстко связанной с  жёстким кольцом на толстой  оси. 

Электрический ток именно медленный дрейф электронов.

Еще раз привожу пример. Будь это так реально, распределение заряда на протяженном теле занимало бы минуты. коснитесь  заряженным предметом изолированного стержня. Все занимает микросекунды и количество полученных(отнятых) электронов равномерно распределяется по стержню . А в случае дрейфа, в месте касания появлялся бы избыток и медленно  растекался по проводнику. Но мы этого не наблюдаем. Теория электричества соответствует практике.  Но нераскрытые тайны уже мало кого волнуют.

[Олег Владимирович Лавринович]

Я иногда добивался помех меньше 1 мВ. Для этого выключал всю электронику вокруг, особенно инверторные зарядные устройства.

Да, город бушует помехами. У меня нет сомнений в компетентности и подходе к измерениям  В. Макарова. Я видел его эксперименты и его оборудование. проблема имхо в том, что инерционный ток, если и появляется при ударе , то лишь в узкой зоне на гребне -спаде волны деформации, при том, что остальной проводник уже в других местах или не возбужден, волна не дошла, или релаксировал, поскольку на коротком отрезке это быстро . В опытах толмена, хотя они описаны чисто схематично и идентично неповторяемы, если верить, что они были успешны, то процесс ускорения(торможения) занимал более длительное время, и инерционное ускорения длиннее всяких волн деформации чем  у вас . И, хотя бы, теоретически проще. Ударные и прочие  волны деформации  и прочие  артефакты  намного короче чем процесс торможения.  Правда и ускорение при этом могло быть ниже, за то задействована вся длина проводника. А это , как в генераторе Маркса, все  элементарные дипольчики вдруг подключаются последовательно.  Но описание для повторения опытов Толмена нет. Только схема и идея. Как американцы на луне , хотите верьте, хотите нет.

[VPD]

Еще раз привожу пример. Будь это так реально, распределение заряда на протяженном теле занимало бы минуты. коснитесь  заряженным предметом изолированного стержня. Все занимает микросекунды и количество полученных(отнятых) электронов равномерно распределяется по стержню . А в случае дрейфа, в месте касания появлялся бы избыток и медленно  растекался по проводнику. Но мы этого не наблюдаем. Теория электричества соответствует практике.  Но нераскрытые тайны уже мало кого волнуют.

  Я уже вам писал, что при высшем образовании и вас напрочь отсутствует среднее.
  Когда  производите эти манипуляции вы механическим путём вносите или убираете электроны на поверхности проводника.
  Электрическое поле этих зарядов со скоростью света действует на все электроны (прежде всего поверхностные) проводника и с этой огромной скоростью выравнивает потенциал на всей поверхности (извлекая из объёма проводника электроны в нужных количествах в нужное место), делая её эквипотенциальной.   Этот переходной процесс весьма быстрый и поэтому  движение (дрейф) внесённых вами (или извлечённых) электронов ничтожное: микро- или нано- метры.
   

[Олег Владимирович Лавринович]

Такие расчеты я уже показывал в темах ВПД.

Отношение электрических сил к массе электрона порядка 10^12, соответственно ,  возможное  смещение на 12 порядков меньше, ничтожные доли ангстрема.

[Олег Владимирович Лавринович]

  Я уже вам писал, что при высшем образовании и вас напрочь отсутствует среднее.
  Когда  производите эти манипуляции вы механическим путём вносите или убираете электроны на поверхности проводника.
  Электрическое поле этих зарядов со скоростью света действует на все электроны (прежде всего поверхностные) проводника и с этой огромной скоростью выравнивает потенциал на всей поверхности (извлекая из объёма проводника электроны в нужных количествах в нужное место), делая её эквипотенциальной.   Этот переходной процесс весьма быстрый и поэтому  движение (дрейф) внесённых вами (или извлечённых) электронов ничтожное: микро- или нано- метры.
   

Из глубинных погребов, значит...Радиальные токи..  Но это не отменяет местного избытка электронов. Он должен же и по длине как-то расползтись. Но есть же и сверхпроводники. Там все снаружи происходит. Поле избыточных электронов не проникает под поверхность и ничего внутри св проводника не происходит, если верить теории. Как тогда? 

[Олег Владимирович Лавринович]

Я уже вам писал, что при высшем образовании и вас напрочь отсутствует среднее.

Ошибаетесь. Арифметику я уважаю. Я ваши арифметические ошибки не раз исправлял...