Безинерциальные заряды и токи

БЕЗИНЕРЦИАЛЬНЫЕ ЗАРЯДЫ И ТОКИ

 

Часть 1. Гипотеза об эквивалентности 2-х калибровок

Часть 2. Эксперимент Авраменко

© Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В.

Контакт: [email protected]

http://www.n-t.ru/ac/iga/

Часть 1. Гипотеза об эквивалентности 2-х калибровок

Введение

Исследуя проблемы калибровки уравнений Максвелла [1], [2], мы математически строго доказали следующее.

1. Задача Коши для уравнений в частных производных не имеет единственного решения. Решение зависит от выбора калибровки, т.е. калибровочная инвариантность и градиентная инвариантность в общем случае не имеют места.

2. Предельный переход в уравнениях Максвелла от волновых процессов к квазистатическим при v<<c является незаконным.

3. В силу этого, электромагнитные волны и квазистатические поля заряженных инерциальных частиц (электронов, протонов и т.д.) должны описываться разными группами уравнений. Электромагнитная волна должна удовлетворять волновому уравнению, а квазистатические поля должны описываться уравнением Пуассона.

Поскольку выводы опираются на строгое математическое доказательство и не содержат каких-либо гипотез, они подрывают основы не только классической электродинамики, но и квантовой электродинамики.

В то же время, хорошее согласие уравнений Максвелла с экспериментом (например, прекрасно подтвержденная экспериментом теория антенно-фидерных систем) и ряд важных результатов в квантовой электродинамике требуют поиска объяснения этих фактов.

В настоящей работе показано, что существует условие, при котором имеет место градиентная инвариантность, т.е. эквивалентность кулоновской калибровки и калибровки Лоренца. Рассмотрены также следствия, вытекающие из этого условия.

Токи в коаксиальной линии

Первым направлением наших исследований, нацеленным на решение поставленной проблемы, стал анализ различных калибровок уравнений Максвелла и попытки видоизменить эти уравнения так, чтобы сохранить положительные результаты и правильно описать явления. К сожалению, этот путь не привел нас к желаемым результатам.

Второе направление – анализ решений уравнений Максвелла для различных задач электродинамики. Именно этот путь позволил переосмыслить уравнения Максвелла и найти условие, при котором градиентная инвариантность имеет место.

В качестве иллюстрации рассмотрим распространение полей в коаксиальной линии (ТЕМ волна). Когда к линии подключается источник напряжения, между проводниками линии начинает со скоростью света распространяться электромагнитная энергия. Проводник, как известно, можно рассматривать как квазинейтральную систему, в которой заряды электронов и ионов создают суммарное поле, равное нулю при отсутствии сторонних источников полей. В рамках максвелловской теории имеет место закон сохранения заряда. Если заряды возникают (разделяются), то попарно (положительный и отрицательный) без нарушения этого закона.

Мы должны при объяснении процессов принять также во внимание то, что согласно современным воззрениям средняя скорость электронов проводимости в проводнике весьма мала.

Вернемся к полям в коаксиальной линии. Рассмотрим процесс распространения энергии при подключении к линии источника постоянного напряжения. В современной литературе нет ясного объяснения процесса распространения энергии от источника. Мы рассмотрим некоторые варианты.

                                                     Рис.1

Вариант первый. Это наиболее распространенный вариант объяснения. В линии будет распространяться волна, которая на поверхности проводников образует заряды. Поверхностные заряды движутся и создают поперечное электрическое и магнитное поле.

Однако, если волна возбуждает эти заряды, то они возникают парами в соответствии с законом сохранения заряда (ион и электрон проводимости). Сразу после прохождения фронта волны заряды должны разделяться в обоих проводниках, причем так, чтобы на центральном проводнике существовали и двигались только положительные заряды, а на периферийном – только отрицательные заряды. В противном случае электрическое поле в коаксиальной линии существовать не может! В этом случае мы должны объяснить следующую проблему. Каким образом при рождении пары разноименных зарядов на каждом из проводников (ион и электрон проводимости) электрон проводимости может перескочить с центрального проводника на периферийный, чтобы обеспечить избыток отрицательных зарядов на внешнем проводнике и недостаток – на внутреннем (положительный ион, конечно же, не может!)? Такого механизма перехода не существует.

Вариант второй. Можно предположить другое. Вдоль проводников от источника напряжения и к нему по разным проводникам движутся электроны проводимости как показано на рис. 2. Однако и это положение не согласуется ни с теорией относительности (например, здесь скорость электронов проводимости должна быть равна скорости света), ни с современными представлениями о малой средней скорости перемещения электронов проводимости в проводнике.

                                                 Рис. 2

Третий вариант. Второй вариант объяснения можно дополнить предположением, что электроны проводимости по какой-то причине “теряют” свои инерциальные свойства, т.е. их масса покоя становится равной нулю. Тогда они действительно могут двигаться со скоростью света вдоль поверхности металла. Но и этот вариант имеет дефект. Причина в том, что поверхностные токи на каждом из проводников образуются только электронами проводимости (положительные ионы неподвижны!). Следовательно, при распространении энергии вдоль линии даже при переменном напряжении внутри коаксиальной линии должна образовываться и существовать постоянная составляющая магнитного поля. Экспериментально она не была зафиксирована.

Новый вариант. По этой причине у нас остается единственный вариант объяснения. В проводнике должны существовать положительные и отрицательные заряды, не обладающие инерциальными свойствами. Но это не инерциальные электроны проводимости! Следовательно, не волна возбуждает заряды и токи в коаксиальных линиях, волноводах и т.д. на поверхностях проводников. Такие заряды создаются источником напряжения, и они движутся со скоростью света вдоль поверхности проводников. Именно они порождают в линии электромагнитные поля и переносят энергию; они – источник полей в длинных линиях.

Этот вывод настолько противоречит современным представлениям, что необходимо рассмотреть математическую сторону этого процесса.

Известно, что поля E_r и H j, которые существуют в коаксиальной линии, образуя ТЕМ волну, удовлетворяют волновым уравнениям.

(1.1)

Выделим кольца шириной dz на поверхностях коаксиальных цилиндров (см. рис. 1) и подсчитаем величину зарядов на этих кольцах:

Внешний коаксиальный цилиндр: dq ₁=2p b e E_r (b) dz.

Внутренний коаксиальный цилиндр: dq ₂=2p a e E_r (a) dz, ½ dq _1½ =½ dq _2½ = dq

Поверхностные токи этих проводников соответственно равны:

Внешний коаксиальный цилиндр: I ₁=2p bH j (b).

Внутренний коаксиальный цилиндр: I ₂=2p aH j (a), ½ I _1½ =½ I _2½ = I.

Принимая во внимание уравнения (2.1), мы можем записать уравнения для зарядов и токов:

. (1.2)

Из уравнений следует, что поверхностные заряды q, создающие поверхностные токи I, движутся вдоль коаксиальной линии с постоянной скоростью, равной скорости света! Эта скорость неизменна. Заряды не могут ускоряться или замедляться под действием каких-либо сил. Они не имеют инерциальных свойств. Масса покоя этих зарядов равна нулю. Мы еще раз хотим повторить, что единственным источником этих зарядов служит источник U.

Описанные выше токи и заряды не являются чем-то новым. Любой учебник, описывающий распространение волн в волноводах, коаксиальных линиях и т.д., содержит упоминание о поверхностных зарядах и токах. Однако авторы учебников по классической электродинамике старательно избегают обсуждать эту проблему. Причина тривиальная.

Ток в проводниках, согласно современным представлениям, обусловлен движением электронов проводимости. Признать, что эти электроны могут двигаться со скоростью света, означает признать несостоятельной Специальную теорию относительности. Добавим, что движение электронов с такой скоростью не согласуется с результатами электронной теории. По этим причинам авторы учебников “списывают” эти явления на электромагнитную волну, избегая подробностей объяснения.

Существование безинерциальных зарядов и токов – не гипотеза. Вся современная теория антенно-фидерных систем подтверждает их существование. Необходимо лишь отбросить предрассудки и догмы современных представлений и опереться на логику и здравый смысл. Нужно осознать и принять этот факт.

2. Условие выполнения “градиентной инвариантности”

Как мы установили в [1], [2], градиентная инвариантность в общем случае не имеет места. Для инерциальных зарядов кулоновская калибровка не эквивалентна калибровке Лоренца. Эквивалентность требует одновременного выполнения двух условий:

(2.1)

В общем случае, если мы рассматриваем движение зарядов с произвольной скоростью v, это условие не выполнимо. Два записанных уравнения несовместны.

Однако пример, рассмотренный в предыдущем параграфе, подсказывает единственное условие эквивалентности калибровок. Оно гласит:

Граничные условия

Уравнения (3.6), (3.12) и (3.13) описывают потенциалы полей, создаваемых зарядами и процесс излучения электромагнитной волны. Эти уравнения должны быть дополнены двумя группами уравнений:

А) Уравнения, описывающие взаимодействие инерциальных зарядов с полями других инерциальных зарядов, с полями безинерциальных зарядов и электромагнитными волнами.

Б) Уравнения, описывающие рождение и уничтожение безинерциальных зарядов полями электромагнитной волны и полями других безинерциальных и инерциальных зарядов. Это самостоятельные темы для изложения.

Поставленные задачи являются весьма важными. Мы уже писали, что процесс “рождения” и “уничтожения” этих зарядов протекает весьма быстро. По этой причине даже для ультрафиолетовой части спектра справедливы граничные условия, приводимые во всех учебниках по классической электродинамике и волновым процессам.

Для металлов: r _пов = (n^oE); j _пов= [ H ´ n^o ], где: r _пов – поверхностная плотность пространственного заряда; j _пов – поверхностная плотность тока; n^o – единичная нормаль к поверхности; Е и Н – поля у поверхности металла.

Для диэлектриков (без поверхностного заряда на границе раздела сред):

[ E _1´ n^o ]=[ E _2´ n^o ]; e ₁(E ₁ n^o)=e ₂(E ₂ n^o)

[ H _1´ n^o ]=[ H _2´ n^o ]; m ₁(H ₁ n^o)=m ₂(H ₂ n^o)

где: E _1, E _2, H _1, H ₂ – поля в двух средах на границе раздела сред; e ₁, e ₂, _{m 1}, m ₂ – диэлектрическая и магнитная проницаемости двух сред.

Говоря о поверхностных токах и зарядах, мы должны понимать, что такое представление есть идеализация. Эта идеализация связана с макроскопическим описанием явлений на границе раздела сред. Реально заряды и токи занимают некоторый слой и имеют объемную плотность.

Процесс выполнения граничных условий на поверхности раздела сред достаточно быстр, поэтому кажется, что условия для соблюдения градиентной инвариантности практически не нарушаются даже в ультрафиолетовой части спектра. Однако это не означает, что поверхностные токи и заряды не имеют источников. Причина в том, что такие источники не оказывают заметного влияния на макропроцессы.

Только по мере уменьшения длины волны, когда длина волны становится соизмеримой с межатомными расстояниями ионной решетки металла или межмолекулярными расстояниями в диэлектрике, влиянием этих источников уже нельзя пренебрегать. Мы должны записать следующие уравнения:

(4.1)

где f и F – функции, характеризующие обильность соответствующих источников; они зависят как от электрических и магнитных полей, так и от длины волны и уменьшаются с ее ростом.

Записанные уравнения согласуются с задачами, поставленными в начале параграфа. Здесь можно было бы постулировать свойства микромира, задав f и F. Мы полагаем, для любых длин волн l условие эквивалентности (2.1) не выполняется. Безинерциальные заряды и токи не могут возникать без своих источников. Однако это “нарушение” еще не приводит к исчезновению реальной эквивалентности между кулоновской калибровкой и калибровкой Лоренца. Оно показывает, что существующие уравнения Максвелла не только имеют границу применимости и не полны. Введение функций f и F поможетрасширить пределы применимости уравнений Максвелла, позволяя использовать их для описания явлений микромира. Но это уже другая тема.

Попутно заметим, что в соответствии с теорией познания объективной истины, эйнштейновская интерпретация преобразований Лоренца (СТО) некорректна, а преобразование Лоренца не имело и не имеет всеобщей значимости [5]. Если преобразование Лоренца и может применяться к некоторым явлениям электродинамики, то к довольно узкой области, которую еще предстоит найти. Можно предположить, что преобразование Лоренца справедливо только для полей безинерциальных зарядов.

Приложение

Используя матрицу Лоренца для преобразования 4-векторов, Эйнштейн ввел постулат о существовании "предельной скорости распространения взаимодействий". Этот постулат навязал физикам некорректную интерпретацию принципа причинности. Постулат, как бы, логически вытекал из "релятивистского множителя" (1-(v/c)²)^-1/2, входящего в знаменатель некоторых компонент матрицы Лоренца. Рассмотрим содержание постулата о конечной скорости распространения взаимодействий. Что такое "взаимодействие"? Как и почему оно "распространяется"?

По нашему мнению, взаимодействие есть процесс (но не материальный объект!), который может занимать определенную область пространства (простираться) и длиться какой-то промежуток времени. Но ведь в постулате А.Эйнштейна речь идет не об изменении области, где проявляется взаимодействие, не об интенсивности этого процесса и не о времени его существования! Речь идет о скорости взаимного воздействия двух материальных объектов друг на друга!

С эйнштейновской точки зрения взаимодействие это волейбольный мяч, летающий от одной команды к другой через сетку.

С одной стороны, если это так, то тогда следовало бы отождествить взаимодействие с неким материальным объектом и рассматривать именно его скорость. Если взаимодействие есть материальный объект (например, электромагнитная волна), то нарушается симметрия при взаимодействии тел и нарушается принцип взаимности действия (симметрия и принцип равенства действия противодействию и т.д.). Какое-то тело должно начать взаимодействие первым (как у малышей: кто первый начал драку?)? Проверенная 200 летним опытом вся классическая (нерелятивистская) физика противоречит подобным представлениям о взаимодействии.

С другой стороны, подобное “взаимодействие” можно разбить на элементы. Пусть тело 1 взаимодействует с телом 2. Тогда:

А) Отделение от тела 1 электромагнитной волны можно рассматривать как акт элементарного взаимодействия.

Б) Движение этой волны к телу 2 не может рассматриваться как взаимодействие между телами.

В) Взаимодействие волны с телом 2 тоже акт элементарного взаимодействия.

Где же скорость распространения взаимодействий?

Некоторые ученые, понимая некорректность этого постулата, пытались "выправить" положение путем изменения терминологии. Они предлагали новую формулировку этого постулата: постулат о существовании предельной скорости распространения информации. Но ведь информация есть содержание, выражаемое с помощью символов [звуковых, графических т.п.]. Более того, передача информации всегда идет от генератора к приемнику, т.е. имеет все ту же асимметрию. По этой причине "изменение номенклатуры" не достигает своей цели. Без определения содержания понятия “ взаимодействие ” постулат о существовании предельной скорости распространения взаимодействий превратился в бессодержательную догму (постулат, не отвечающий сущности физических явлений и здравому смыслу).

В соответствии со сказанным выше, настоятельной задачей стал детальный анализ содержания причинно-следственных отношений и ревизия содержания причинно-следственных связей. Такой анализ отношений дан в [7].

Список литературы

1. Кулигин В.А., Кулигина Г.А.. Корнева, М.В. Калибровки и поля в электродинамике. /Воронеж. ун-т. - Воронеж, 1998. Деп. в ВИНИТИ 17.02.98, № 476-В98.

См. также: Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Кризис релятивистских теорий, Часть 2 (Анализ основ электродинамики) http://www.n-t.org/tp/ns/krt.htm

2. Kuligin V.A., Kuligina G.A., Korneva M.V. Analisis of Lorentz’s gauge. Apeiron, vol.7, №1-2, 1996.

3. В.А.Кулигин, Г.А.Кулигина. Механика квазинейтральных систем заряженных частиц и законы сохранения нерелятивистской электродинамики. Воронеж. ун-т, Воронеж,1986. Деп. в ВИНИТИ 09.04.86, №6451-В86.

См. также: Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева, М.В. Кризис релятивистских теорий, Часть 5 (Электромагнитная масса) и Часть 6 (Магнитные взаимодействия движущихся зарядов) http://www.n-t.org/tp/ns/krt.htm

4. Сахаров Ю.К. Противоречия современных концепций излучения заряженных частиц и строения атома. //Проблемы пространства, времени и тяготения. Материалы IV международной конференции в С.-Петербурге, Политехника С.-П., 1997.

5. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Физика и философия физики / Воронеж. ун-т. - Воронеж, 2001. Деп. в ВИНИТИ 26.03.01, № 729-В2001.

См. эту статью также: http://www.n-t.ru/tp/ns/fff.htm

6. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Фазовая скорость и групповая скорость / Воронеж. ун-т. - Воронеж, 1997. Деп. в ВИНИТИ 24.12.97, № 3751-В 97

См также: Кулигин В.А., Кулигина Г.А., КорневаМ.В. “Фазовая скорость, групповая скорость и скорость переноса энергии” http://www.n-t.org/tp/ns/fs.htm

7. Кулигин В.А. Причинность и взаимодействие в физике.

8.

Токи в реактивных элементах

Продолжим наше исследование и перейдем теперь к электрическим цепям, характерные размеры которых (L) значительно меньше длины волны (L<< l). Сравним поведение некоторых сосредоточенных элементов схем для инерциальных и безинерциальных токов.

В любой цепи, является ли она разомкнутой или нет, могут существовать токи, образованные как инерциальными, так и безинерциальными зарядами. Как правило, в замкнутых электрических цепях (кирхгофовские цепи) токи из электронов проводимости значительно превышают токи из безинерциальных зарядов. Именно по этой причине мы их не “замечаем” при экспериментальных исследованиях электрических цепей. Однако соотношение между токами радикально меняется в двух случаях.

Во-первых, доля тока, создаваемого электронами проводимости, уменьшается при увеличении частоты колебаний. Это обусловлено как инерциальностью электронов проводимости, так и скин-эффектом, сужающим слой, в котором эти электроны движутся в проводнике.

Во вторых, доля электронов проводимости в суммарном токе падает в разомкнутых (некирхгофовских) цепях. Такие цепи будут подробно рассмотрены ниже.

В качестве примера можно привести диполь Герца, изображенный на рис.1. Суммарный ток I_, создаваемый источником напряжения U, складывается из двух токов:

(1.1)

где: I_n – ток, создаваемый безинерциальными зарядами (некирхгофовский ток); I_k – ток, созданный электронами проводимости (кирхгофовский ток).

 

Рис.1

Электрическая кирхгофовская цепь замыкается взаимной емкостью C, существующей между “ усами ” диполя Герца. Некирхгофовская цепь заканчивается на уединенных емкостях, образованных “ кончиками усов ” диполя Герца.

Проведем небольшое сравнение этих цепей для низких частот.

1. Замкнутая (кирхгофовская) цепь. Рассмотрим линейный проводник без потерь, длиной L (). Ток кирхгофовской цепи, образованный электронами проводимости, создает вокруг проводника поля и . Как показано в [1], уравнения для потенциалов имеют вид:

(1.2)

где: – плотность пространственного заряда электронов проводимости; v _k – средняя скорость электронов проводимости; A _k и f _k – потенциалы полей электронов проводимости.

В силу того, что v_k<<c, в идеальном проводнике будут существовать практически только магнитное поле и индукционное электрическое поле, образованные векторным потенциалом A _k.

2. Разомкнутая (некирхгофовская) цепь. Теперь перейдем к уравнениям для безинерциальных токов (некирхгофовские цепи). В силу того, что , мы можем рассмотреть волновое уравнение только для r _n, поскольку уравнение для токов по существу то же самое.

(1.3)

Если длина проводника весьма мала по сравнению с длиной волны (), тогда D r _{n »} 0.

Это означает, что градиент пространственного заряда безинериальных частиц grad r _n мал, т.е. через любое поперечное сечение ветви электрической цепи протекает практически один и тот же заряд в единицу времени. В этом случае мы можем пренебречь запаздыванием и рассматривать уравнение

(1.4)

без учета уравнения (5.3). По форме это уравнение совпадает с уравнением (5.2) и структура полей оказывается очень близкой. Соответственно, индуктивности и емкости по отношению к безинерциальным зарядам и токам должны вести себя примернотак, как они ведут себя по отношению к зарядам и токам из электронов проводимости.

Однако различие все же существует. Дело в том, что поля некирхгофовских токов всегда имеют поперечный характер. При отсутствии взаимодействия с электронами проводимости они не имеют потерь в проводниках. Возможно, именно они отвечают за явление сверхпроводимости металлов при очень низких температурах.

В разомкнутой электрической цепи при отсутствии паразитной емкости между концами цепи, которая могла бы замкнуть кирхгофовскую цепь, электроны проводимости практически не создают тока. Безинерциальные же токи образуют стоячую волну с узлами тока на концах цепи. По этой причине в разомкнутой цепи существует хотя бы маленький ток, пропорциональный sin(p z/l), где z – расстояние от точки обрыва цепи.

Например, телефонный наушник (или репродуктор), подключенный с помощью длинного проводника только одним концом к потенциальному проводу трансляционной сети будет негромко “вещать”. Громкость звука практически не зависит от длины соединительного провода, т.е. от расстояния между наушником и нулевым проводом трансляционной сети.

Ниже мы исследуем некирхгофовские цепи на низких частотах.

Уединенная емкость

В стандартных учебниках физики рассматриваются два вида емкостей: уединенная или собственная емкость и взаимная емкость двух тел, т.е. конденсатор, которые изображены на рис. 2. Уединенная емкость есть металлическое тело, изолированное от других проводников.

                                                                             Рис. 2

В учебниках этой емкости обычно не уделяется внимания, и описание емкости ограничивается формулой

(2.1)

где: С – величина уединенной емкости; f - потенциал проводящего тела по отношению к бесконечности; q -–заряд на уединенной емкости.

Составим теперь цепь из генератора, двух соединительных проводов и двух металлических тел (уединенные емкости), изображенную на рис. 3а.

При наличии переменного напряжения U в ветвях разомкнутой цепи будет течь ток. Эту цепь можно заменить эквивалентной схемой замещения, изображенной на рис. 3б. На этой схеме C _1¥ и C _2¥ - уединенные емкости первого и второго тела, C ₁₂ – взаимная емкость между этими телами (конденсатор).

Если считать бесконечно удаленную поверхность S проводником, то разомкнутую цепь мы как бы свели к замкнутой кирхгофовской цепи. Но такой вывод ошибочен. Замкнутой кирхгофовской цепью служит последовательное соединение элементов: тело 1 – проводник – генератор U – проводник – тело 2 – емкость C ₁₂ – тело 1. Если емкость C ₁₂ мала и емкостью можно пренебречь, то оставшаяся часть схемы представляет собой некирхгофовскую цепь, подчиняющуюся своим волновым законам.

                                    Рис. 3

В такой цепи ток в различных сечениях проводов между каждым телом и генератором будет различен. В цепи установится стоячая волна тока и напряжения. Подобная цепь обладает любопытными свойствами.

Например, при экспериментальных исследованиях мы пытались измерить ток в соединительном проводе, как показано на рис. 4, с помощью прибора АВО-5 (тестер на полупроводниковых диодах). Напряжение в линии 900 В, частота 18 кГц. На этом же рисунке показаны пять способов включения этого прибора. Оказалось, что при любом способе включения стрелка прибора отклонялась практически на один и тот же угол. Этот угол не зависел от положения ручек переключателей диапазонов измерения токов и напряжений.

Рис. 4

Аналогичное явление впервые описал в своих интересных экспериментах талантливый изобретатель Авраменко [2], [3].

Эксперимент Авраменко

К сожалению, в [2] мы имеем только словесное описание эксперимента. По этой причине мы восстановим эту схему, опираясь на [2], [3] и заранее просим у читателей извинения за возможные неточности.

Итак, 5.08.90 в одной из лабораторий МЭИ был продемонстрирован эксперимент, схема которого изображена на рис. 5. В экспериментальную установку входил машинный генератор 1 мощностью до 100 кВт, генерирующий напряжение с частотой 8 кГц. Этот машинный генератор питал первичную обмотку трансформатора Тесла 2.

Рис. 5

Один конец вторичной обмотки был свободен (ни к чему не подключен, как показано на рис. 8). Ко второму концу были подсоединены последовательно следующие элементы: термоэлектрический миллиамперметр 3, тонкий вольфрамовый провод 4 (длина провода 2,75 м, диаметр 15 мкм) и “вилка Авраменко” 5.

Вилка Авраменко представляет собой замкнутый контур, содержащий два последовательно соединенных диода, у которых общая точка подсоединена к описанной ранее цепи, и нагрузку. Нагрузкой служили несколько подсоединенных лампочек накаливания.

По этой разомкнутой цепи Авраменко смог передать от генератора к нагрузке (лампам накаливания) электрическую мощность порядка 1300Вт (!). Электрические лампочки ярко светились.

Казалось бы, это явление легко объяснимо. Схема содержит уединенную емкость, образованную цепочкой ламп накаливания и соединяющими их проводами. При положительном полу периоде напряжения через диод D ₁ в эту цепь течет зарядный ток. И потенциал уединенной емкости возрастает. При отрицательном полу периоде напряжения эта емкость разряжается через диод D ₂, приобретая новую величину потенциала. Зарядно-разрядный ток I _o имеет всегда одно направление и его величины достаточно, чтобы поддерживать на лампах накаливания в вилке Авраменко среднюю мощность 1300 Вт.

Ток I ₁ в цепи, соединяющей конец обмотки трансформатора Тесла с вилкой Авраменко, должен быть близок или приблизительно равен по величине току I _o. Если, например, нагрузка вилки Авраменко представляет собой последовательное соединение 6-ти двухсотваттных ламп накаливания, то разрядно зарядный ток I _o будет равен 1 А. Соответственно такой же примерно величины должен был бы быть и ток I ₁.

Однако такое объяснение противоречит следующему факту. Термоэлектрический миллиамперметр 3 зафиксировал очень малую величину тока I ₁ (I _1»2mA(!)), а тонкий вольфрамовый провод 4 даже не нагрелся! Именно это обстоятельство послужило главной причиной трудности объяснения результатов эксперимента Авраменко.

В работе [3] приведены результаты аналогичных измерений при более высоких частотах и более низких напряжениях. Они качественно повторяют результаты описанного выше эксперимента.

Приведем некоторые выводы, сделанные Авраменко и его коллегами на основании этих исследований.

1. Ток I _o в вилке Авраменко линейно увеличивается с ростом частоты (диапазон измерений 5 – 100 кГц) и практически линейно возрастает с ростом напряжения генератора при постоянной частоте. Это свидетельствует о емкостном характере электрической цепи.

2. Магнитное поле в проводнике, соединяющем вилку Авраменко с генератором, не было обнаружено.

3. Ток I ₁ был очень мал по сравнению с током I _o и практически не обнаруживался ни тепловым, ни магнитоэлектрическим измерителем тока. По этой причине наличие в соединительной цепи (трансформатор Тесла – вилка Авраменко) последовательно соединенных резисторов (до нескольких десятков МОм), конденсаторов и индуктивностей оказывало чрезвычайно малое ослабляющее действие на ток I _o в вилке Авраменко.

Здесь мы не будем обсуждать гипотезу авторов, изложенную в [3], о предполагаемом механизме передачи энергии. Отметим лишь ее основные моменты.

Согласно их точке зрения в цепи течет продольный ток смещения, не создающий магнитного поля. Величина e металла изменяется с удвоенной частотой от 1 до ¥ и это изменение связано с фазой подаваемого в цепь напряжения. Продольный переменный ток смещения I ₁ обладает “сверхпроводящими” свойствами, т.е. не выделяет тепла в резисторах и практически не создает на них падения напряжения.

В вилке Авраменко этот ток преобразуется в обычный пульсирующий ток I _o. Однако, в подобном объяснении не все ясно. Если измерять напряжение U в точках АВ электростатическим вольтметром, а ток обычным амперметром, то при вычислении мощности в нагрузке наблюдается несоответствие с классическими законами. Вычисленные мощности , и закон Ома (где R –сопротивление цепи, содержащей лампочки) не соответствовали друг другу. Авторы пишут, что резисторы “как бы теряют свои номиналы” [3].

Контрольные эксперименты

Некоторые выводы в [3] нам представляются сомнительными. Например, отсутствие магнитного поля у тока I _1. Этот вывод противоречит электродинамике, поскольку любой ток смещения создает вокруг себя магнитное поле подобно обычному току проводимости. Сомнительным представляется заключение об изменении e металла. Подобное изменение должно было бы вызывать нелинейные явления в обычных проводниках. Эти несоответствия вызвали необходимость экспериментальной проверки некоторых выводов работы [3].

Электрическая схема контрольных измерений представлена на рис.6. Схема содержит генератор звуковой частоты 1 (до 20 кГц), повышающий трансформатор (1: 30) с ферритовым сердечником 2, воздушный трансформатор 3 для измерения тока I ₁ косвенным методом, вилку Авраменко с диодами 4, в которую включен многопредельный микроамперметр 5 и резистор R 6, а также уединенную емкость 7.

Рис. 6

Кольцевой ферритовый трансформатор 2 имеет две отдельные обмотки для уменьшения взаимной емкости. Уединенная емкость C ¥ выполнена из алюминиевой фольги шириной 20 см, размещенной по периметру лаборатории 4х5 м. К свободному концу А трансформатора 2 можно было подсоединять провод (до 1 м) для увеличения потенциала на вилке Авраменко. Для градуировки измерителя тока 3 между точками А и В мог включаться эталонный многопредельный микроамперметр переменного тока 8.

Потенциал переменного напряжения мог контролироваться с помощью измерителя потенциала 9 (тоже вилка Авраменко), щуп которого можно было подключать к любой точке схемы. В нем использовался микроамперметр на 50 мкА.

Эта экспериментальная установка имела следующие достоинства. Токи I ₁ и I _o были в несколько раз выше, чем без уединенной емкости C ¥. Они значительно превышали ток измерителя потенциала 9. К недостаткам схемы можно отнести следующее. Существует небольшая паразитная емкость между свободным концом А трансформатора 2 и уединенной емкостью, а также в емкости C ¥ возникают наводки сетевого напряжения промышленной частоты 50 Гц.

Экспериментальные исследования продолжаются и в настоящее время. Но на основании уже полученных результатов измерений можно сделать выводы, не во всем совпадающие с выводами работы [3].

1. Была подтверждена линейная зависимость тока I _o в вилке Авраменко от частоты при неизменной амплитуде переменного напряжения.

2. Была подтверждена линейная зависимость токов I _o и I ₁ от напряжения, которая нарушалась при очень низких напряжениях генератора 1.

3. Было обнаружено наличие магнитного поля, создаваемого током I _1. Это свойство использовалось нами для измерения величины этого тока измерителем 3.

4. Измеренное значение отношения токов I _o/ I ₁ составляло величину от 4 до 10-12. В частности, оно зависело от длины проводника, подсоединяемого к свободному выводу А вторичной обмотки трансформатора 2.

Таким образом, был установлен важный факт. Ток I ₁ оказался во много раз меньше тока I _o. Это различие, возможно, много больше измеренных отношений, поскольку оно могло быть “замаскировано” влиянием паразитной емкости (образованной свободным выводом А вторичной обмотки трансформато