Опрос

Какие рубрики вам наиболее интересны?

View Results

Loading ... Loading ...

Наши партнеры

  • .

Последние комментарии

ИСААК, ТЫ, ВОЗМОЖНО, НЕ СОВСЕМ ПРАВ.

Опубликовал Сергей 30 декабря 2010 в рубрике Гипотезы.

Кажется, нет на свете более яс­ного и очевидного физического за­кона чем третий закон Ньютона — «действие равно противодейст­вию». В справедливости этого зако­на миллиарды млекопитающих убеждались несчетное число раз.

Однако в теории электромагне­тизма мы встречаем три важных для нашего дальнейшего рассказа положения.

Первое — картина взаимодействия постоянных магнитов аналогич­на картине взаимодействия элект­рических контуров с постоянным током. Второе — линии магнитной индукции являются замкнутыми. Третье — сила, действующая на проводник с током в магнитном по­ле, зависит от величины синуса угла пересечения проводника линией магнитной индукции.

Если второе положение верно, то по координатам линии индукции поля какого-либо контура с током можно провести проводник, по ко­торому тоже можно пропустить электрический ток. В результате получатся два взаимодействующих электрических контура — первый и второй. А раз верно третье поло­жение, то на втором контуре, про­ходящем по линии индукции поля первого контура, действующих сил не будет, т.к. в каждой точке конту­ра синус указанного выше угла ра­вен нулю. В этом случае силы элек­тромагнитного взаимодействия, на­верное, возникнут только на первом (исходном) контуре, а вот будут ли суммы всех действующих на эти контуры сил или моментов равны нулю ?

Неужели в этом случае не будет действовать третий закон Исаака нашего Ньютона?

Раньше по-настоящему обосно­ванно ответить на первую часть воп­роса, в отличие от второй, было практически невозможно. Мешали трудности достаточно точного расчё­та трёхмерных полей взаимодейст­вующих контуров и, соответственно, координат линий магнитной индук­ции этих полей, а также сил, действу­ющих на все элементы контуров.

Однако мне удалось создать про­грамму расчёта трёхмерного маг­нитного поля электрического кон­тура с током и определения сил, действующих на контур с током, помещенный в это поле. Кроме то­го, в программе предусмотрено оп­ределение координат линии маг­нитной индукции, начинающейся от произвольно выбранной началь­ной точки.

Расчёты, сделанные с помощью этой программы, позволили полу­чить предварительный ответ на указанную часть вопроса.

Далее в сокращённом виде изла­гаются отдельные результаты рас­чётного исследования особенно­стей взаимодействия электричес­ких контуров с током, одни из которых полностью, а другие час­тично проходят по линиям магнит­ной индукции полей друг друга. Подробнее с ними можно ознако­миться в статье автора «Некоторые особенности взаимодействия элек­трических контуров с током», опубликованной в журнале «Элек­тричество», № 6, 2005 г.

Созданная программа была все­сторонне проверена на известных случаях взаимодействия электри­ческих контуров с током. Проверка показала, что результаты с высокой точностью соответствуют ВСЕМ положениям теории электромагне­тизма.

В частности, точность расчё­та координат линий магнитной индукции характеризовалась следую­щими цифрами: при длине прямолинейных участков, из кото­рых состояли линии магнитной ин­дукции, равной 0,0005 — 00001 м, и количестве таких участков 400 — 500 и более, конечная расчётная точка линии попадала в сферу ра­диусом не более половины этой длины с центром в начальной точке.

Для обеспечения замкнутости этой линии к ней добавлялся еще один очень небольшой участок, соединя­ющий начальную и конечную точ­ки. При этом известный закон пол­ного тока выполнялся с точностью, лежащей в пределах 0,01 — 0,05 %.

Влияние машинных погрешно­стей расчёта на результаты было практически полностью устранено тем, что в компьютере многократ­ные операции производились с дос­таточно большими величинами то­ка и напряженности магнитного поля, а использование очень малого значения абсолютной магнитной проницаемости происходило всего лишь один раз в конце работы про­граммы при определении абсолют­ных значений сил, действующих на рассматриваемые контуры.

В начале исследования было рас­смотрено взаимодействие исходно­го контура 1 в виде квадрата и кон­тура 2, проходящего по одной из линий магнитной индукции поля контура 1 (рис. 1). На этом и других рисунках стрелками показаны на­правления тока J в контурах, а пун­ктиром — линии магнитной индук­ции В. Эпюры сил электромагнит­ного взаимодействия, действую­щих только на контур 1 в верти­кальном направлении, показаны на рис. 2. Сил, действующих в других направлениях, здесь нет.

Силы на контуре 2, как и предпо­лагалось, равны нулю. Аналогичные результаты были получены и при взаимодействии исходных контуров 1 других форм и контуров 2, прохо­дящих по линиям их индукции.

Однако рассмотрим пример взаи­модействия, приведенный на рис. 3. Изображенный на этом рисунке ис­ходный контур 1 состоит из криво­линейного участка АВ, который про­ходил по координатам линии маг­нитной индукции поля контура 2 и прямолинейного участка ВА. В свою очередь, контур 2 полностью прохо­дил по координатам линии магнит­ной индукции поля контура 1. Ясно, что здесь силы электромагнитного взаимодействия возникнут только на прямолинейном участке исходно­го контура 1, а это, в соответствии с правилом левой руки, приведет к возникновению крутящего момен­та относительно оси ОХ, уравнове­сить который нечем (рис. 4).

Для определения взаимосвязан­ных координат подобных контуров в программу был введен итерацион­ный цикл их расчёта. Условием вы­хода из цикла, т.е. успешности опре­деления этих координат было приня­то равенство длин одного из взаимодействующих контуров в пре­дыдущей и последующей итерациях.

Получить устоявшиеся коорди­наты искомых контуров в этом слу­чае не удалось: координаты так ме­нялись от итерации к итерации (в сторону увеличения или уменьше­ния размеров того или иного конту­ра в зависимости от положения на­чальной точки контура 2), что ите­рационный процесс оказался расходящимся.

Решено было к двум взаимодей­ствующим контурам добавить тре­тий (рис. 5) Он должен был как-то помешать чрезмерному измене­нию размеров контуров от итера­ции к итерации и тем способство­вать сходимости расчёта.

В указанной схеме криволиней­ные участки контуров 2 и 3 прохо­дили практически в плоскости XOY по координатам линий магнитной индукции поля контура 1, а сам контур 1 — по линии индукции по­ля контуров 2 и 3. Априори было яс­но (и расчёт это подтвердил), что суммы сил и моментов, действую­щих контура 2 и 3 от полей, соот­ветственно, контуров 3 и 2, как обычных контуров, равны нулю. Поэтому в дальнейших расчётах эти силы и моменты не учитыва­лись (см. принцип суперпозиции в любом учебнике физики для ву­зов), определялись только силы, действующие на контур 1 от поля контуров 2 и 3 и на контура 2 и 3 от поля контура 1.

Результаты расчёта этой схемы взаимодействия оказались впечат­ляющими. За небольшое количест­во итераций (всего 7 шагов) коор­динаты указанных контуров оказа­лись устоявшимися и определить действующие на них силы, было лишь делом техники. Результаты этого дела приведены на рис. 6, где показаны силы, действующие в на­правлении оси OZ на прямолиней­ные участки контуров 2 и 3. На всех других участках всех контуров ни­каких сил, действующих в указан­ном направлении, нет.

Расчет показал, что сумма всех сил, действующих на контура 1, 2 и 3 в направлении оси OZ, НЕ РАВНА НУЛЮ. Правда, величина ее невели­ка и равна 0,56 х 10~8 х J2 — ток в кон­турах в амперах, но дело не в этом. Ее можно поднять путём увеличения количества контуров 1, 2 и 3. Дело в том, что при взаимодействии прове­дённых таким образом контуров с током третий закон не действует.

Написать это предложение было не так просто, но посмотрите ещё раз на все отправные рассуждения, приведенные выше и положенные в основу расчётов. Ни одно из них не только не противоречит тысячи раз проверенной теории электро­магнетизма, но и полностью соот­ветствует ей, а в точности расчётов автор уверен.

Автор использовал все возмож­ные приемы расчётной проверки полученных результатов. В частно­сти, накладывал ограничение на ко­личество циклов итераций при оп­ределении координат взаимодейст­вующих контуров 1, 2 и 3. При этом количестве, равном 6 (как сказано выше, для полной сходимости должно быть 7 итераций), величина суммы сил уменьшилась, а при 5 и менее итерациях сумма стала рав­ной нулю, т.е. в последнем случае взаимодействие стало обычным, т.е. таким, в котором выполняется третий закон. Это объясняется тем, что, по мере отклонения координат контуров от линий магнитной ин­дукции, на участках этих контуров начинают появляться и до извест­ного предела растут силы электро­магнитного взаимодействия, что происходит в полном соответствии с существующей теорией электро­магнетизма.

Тем не менее, эти результаты и вы­воды из них являются предваритель­ными, т.к. они не проверены экспе­риментально. Именно знание многими людьми этой информации является необхо­димым условием того, что кто-то из них, может быть, поможет автору провести очень сложную экспери­ментальную проверку (нет у автора необходимого оборудования и тех­нологии очень точного проведения проводника по трёхмерным коорди­натам в пространстве).

Также было бы неплохо, если бы нашелся увлекшийся этой темой молодой энтузиаст, независимо провёл бы такие же расчеты (ведь, кроме всего прочего, это очень ин­тересно) и обнаружил расхождения с результатами автора. Тогда мы с ним досконально разобрались бы в причинах расхождения и либо оп­ровергли полученные ранее резуль­таты либо утвердились в них. В пос­леднем случае, между прочим, мо­гут возникнуть интереснейшие практические следствия, например, в области космических полётов.

Теперь известный закон может быть сформулирован, например, следующим образом: действие рав­но противодействию во всех случа­ях, за исключением случаев взаи­модействия электрических конту­ров с током, одни из которых полностью, а другие частично про­ходят по линиям магнитной индук­ции полей друг друга.

Безусловно, не все читатели при­мут такое изменение известного закона на веру. Но при этом, кроме всего прочего, надо иметь в виду то, что во время его первого фор­мулирования досконально прове­ренной теории электромагнетизма не существовало. Кроме того, наблюдать в природе случайно воз­никшее взаимодействие контуров, подобных рассмотренным выше, невозможно. Этот случай — дело исключительно головы и рук чело­века, да и то не в любой историчес­кий момент времени, а лишь тогда, когда развитие теории электро­магнетизма и вычислительной тех­ники достигло определенного уровня.

Итак, уважаемые читатели, дело не за независимой проверкой. Во­обще, автор с благодарностью при­мет любой не свирепый отклик тру тру­дящихся на свою работу, лишь бы он был в достаточной степени обос­нованным, а не исходил из принци­па: этого не может быть потому, что не может быть никогда.

Автор статьи: В.Фортов.

Читайте также:

Миф о Куликовом поле (окончание).
Не «мировой эфир», а физический вакуум.
Загадки исторических совпадений.
Защита Земли от метеоритов.


Написать комментарий

RSS

rss Подпишитесь на RSS для получения обновлений.