От какво се състои токът? Какво е електрически ток и какви са условията за неговото съществуване?

ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОКОВЕ

промяна от 22.10.2013 г. - ( )

Едно свойство на материята, което човек би искал да опише, възниква от взаимодействието между материята и субатомната частица, електрона. Това свойство се разбира като електрически ток. Въпреки че това описание е коренно различно от съвременното разбиране за това какво е електрон и каква роля играе в електрическия ток, по същество самата концепция може да бъде разбрана, като прочетете само тази статия. За по-задълбочено разбиране на представения материал се препоръчва да прочетете първия том на книгата на Дюи Б. Ларсън "Структурата на физическата вселена", а основата на тази статия е взета от втория том на същата поредица. Следователно, ако вземете втория том, ще намерите този материал там, но в по-разширен вид, което усложнява неговото разбиране. Тази статия има за цел да даде общо разбиране за същността на електрическия ток и след като схванете същността, ще разберете подробностите.

И така, Ларсън осъзна, че Вселената не е просто пространствено-времева структура от материя, както обикновено се смята в традиционната наука. Той откри, че Вселената е Движение, в което пространството и времето са просто два взаимозависими и несъществуващи аспекта на движението и нямат друго значение. Вселената, в която живеем, не е вселена от материя, а вселена от движение, вселена, в която основната реалност е движението, а всички физически реалности и явления, включително материята, са просто проявления на движение, съществуващи в три измерения, в дискретни единици и с два взаимозависими аспекта – пространство и време. Пространството се нарича материален сектор, времето – космически сектор. Самите движения и техните комбинации могат да съществуват както в пространството (положително изместване), така и във времето (отрицателно изместване) или едновременно и в двете, като същевременно са едноизмерни, двуизмерни или триизмерни. Освен това, едноизмерните движения могат да бъдат свързани с електрически явления, двуизмерните с магнитни, а триизмерните с гравитацията. Въз основа на това атомът е просто комбинация от движения. Радиацията е движение, гравитацията е движение, електрическият заряд е движение и т.н.

Ако не разбирате нещо първо прочетете.

Както се казва в том 1, електронът е уникална частица. Това е единствената частица, изградена на базата на въртене на материала, която има ефективно отрицателно отклонение при въртене. Повече от една единица отрицателно завъртане би надхвърлила една положителна единица завъртане на основното завъртане и би довело до отрицателно количество общо завъртане. Но за електрона полученият общ спин е положителен, въпреки че включва една положителна и една отрицателна единица, тъй като положителната единица е двуизмерна, а отрицателната е едноизмерна.

Така че по същество, електронът е просто въртяща се единица пространство. Тази концепция е доста трудна за разбиране от повечето хора, когато се сблъскат с нея за първи път, защото противоречи на идеята за природата на пространството, която сме придобили чрез дълго, но безкритично изследване на заобикалящата ни среда. Въпреки това, историята на науката е пълна с примери, в които познат и доста уникален феномен е открит като просто един член от общ клас, всички членове на който имат едно и също физическо значение. Добър пример е енергията. За изследователите, които поставиха основите на съвременната наука през Средновековието, свойството на движещите се тела да продължават да съществуват поради движението се наричаше „движеща сила“; За нас „кинетичната енергия“ има уникална природа. Идеята, че поради химическия си състав, неподвижна дървена пръчка съдържа еквивалента на „движеща сила“, беше толкова чужда, колкото и концепцията за въртяща се единица пространство за повечето хора днес. Но откритието, че кинетичната енергия е само една форма на енергия като цяло, отвори вратата за значителен напредък във физическото разбиране. По същия начин, откритието, че „пространството“ на нашия ежедневен опит, разширението пространство, както се нарича в работата на Ларсън, е просто едно проявление на пространството като цяло, отваря вратата към разбирането на много аспекти на физическата вселена, включително явления, свързани с движение на електрони в материята.

Във вселената на движението – вселената, чиито детайли разработваме – пространството влиза във физическите явления само като компонент на движението. И за повечето цели конкретната природа на пространството е без значение, точно както специфичният вид енергия, която влиза във физически процес, обикновено не е от значение за резултата от процеса. Следователно статусът на електрона като въртяща се единица на пространството му придава специална роля във физическата активност на Вселената. Сега трябва да се отбележи, че електронът, който обсъждаме, не носи никакъв заряд. Електронът е комбинация от две движения: основна вибрация и въртене на вибриращата единица. Както ще видим по-късно, електрическият заряд е допълнително движение, което може да бъде насложено върху комбинация от два компонента. Поведението на заредените електрони ще бъде разгледано след извършване на подготвителната работа. Сега сме загрижени незаредени електрони.

Като единица пространство, незареденият електрон не може да се движи в продължението на пространството, тъй като съотношението пространство към пространство не представлява движение (от постулатите на Ларсън). Но при определени условия тя може да се движи в обикновена материя, поради факта, че материята е комбинация от движения с окончателно, положително или временно изместване, и отношението на пространството към времето представлява движение. Съвременният възглед за движението на електроните в твърдата материя е, че те се движат в пространствата между атомите. Тогава съпротивлението на потока от електрони се счита за подобно на триенето. Нашето откритие е следното: електроните (единици пространство) съществуват в материята и се движат в материята по същия начин, по който материята се движи в пространството на продължение.

Посоченото движение на електроните в материята ще се дефинира като електрически ток. Ако атомите на материята, през която преминава токът, са в покой спрямо структурата на твърдия агрегат като цяло, постоянното движение на електроните (пространството) в материята има същите общи свойства като движението на материята в пространството. Той следва първия закон на Нютон (закон за инерцията) и може да продължи безкрайно без добавяне на енергия. Тази ситуация възниква при феномен, известен като свръхпроводимост, което се наблюдава експериментално в много вещества при много ниски температури. Но ако атомите на даден материален агрегат са в активно температурно движение ( температурата е вид едномерно движение), движението на електрони в материята добавя към пространствения компонент на температурното движение (т.е. увеличава скоростта) и по този начин въвежда енергия (топлина) в движещите се атоми.

Големината на тока се измерва с броя на електроните (единици пространство) за единица време. Единицата пространство за единица време е определението за скорост, така че електрическият ток е скорост. От математическа гледна точка няма значение дали масата се движи в пространството на разширението или дали пространството се движи в масата. Следователно, когато се занимаваме с електрически ток, ние се занимаваме с механичните аспекти на електричеството и феноменът на тока може да бъде описан със същите математически уравнения, които се прилагат за обикновеното движение в пространството, с необходимите модификации, дължащи се на разликите в условията, ако такива разлики съществуват. Могат да се използват едни и същи единици, но по исторически причини и за удобство съвременната практика използва отделна система от единици.

Основната единица за текущата електроенергия е единица за количество. В естествената отправна система това е пространственият аспект на един електрон, който има изместване на скоростта от една единица. Следователно, количеството ре еквивалентът на пространството с. В потока на тока енергията има същия статус както в механичните отношения и има пространствено-времеви измерения t/s. Енергията, разделена на времето, е мощност, 1/s. Допълнително подразделение на тока, имащо размерите на скорост s/t, създава електродвижеща сила (emf) с размери 1/s x t/s = t/s². Разбира се, те са пространствено-времеви измерения на силата като цяло.

Терминът "електрически потенциал" обикновено се използва като алтернатива на емф, но поради причини, които ще бъдат обсъдени по-късно, ние няма да използваме "потенциал" в този смисъл. Ако е подходящ по-удобен термин от emf, ще използваме термина "напрежение", символ U.

Разделяйки напрежението t/s² на тока s/t, получаваме t²/s³. Това съпротивление, символ R, е единственото електрическо количество, разглеждано досега, което не е еквивалентно на познатото механично количество. Истинската природа на съпротивата се разкрива чрез изследване на нейната пространствено-времева структура. Измерванията t²/s³ са еквивалентни на масата t³/s³, разделена на времето t. следователно съпротивлението е маса за единица време. Уместността на такова количество се вижда лесно, ако осъзнаем, че количеството маса, включено в движението на пространството (електрони) в материята, не е фиксирано количество, какъвто е случаят при движението на материята в пространството на продължението, а количество това зависи от импулса на електроните. Когато материята се движи в продължението на пространството, масата е постоянна, а пространството зависи от продължителността на движението. Когато тече ток, пространството (броят на електроните) е постоянно, а масата зависи от продължителността на движението. Ако потокът е краткотраен, всеки електрон може да премести само малка част от общото количество маса във веригата, но ако потокът е дълготраен, той може да премине отново през цялата верига. И в двата случая общата маса, включена в тока, е произведението на масата за единица време (съпротивление) по времето на потока. Когато материята се движи в пространството на разширенията, общото пространство се определя по същия начин; тоест това е произведението на пространството за единица време (скорост) и времето на движение.

Когато се занимаваме със съпротивлението като свойство на материята, ще се интересуваме главно от съпротивлениеили съпротивление, което се определя като съпротивление на единица куб от въпросното вещество. Съпротивлението е право пропорционално на разстоянието, изминато от тока, и обратно пропорционално на площта на напречното сечение на проводника. От това следва, че ако умножим съпротивлението на единица площ и разделим на единицата разстояние, получаваме стойност с измервания t²/s², отразяваща само присъщите характеристики на материала и условията на околната среда (основно температура и налягане) и не зависи от геометричната структура на проводника. Обратното качество на съпротивлението или съпротивлението е - проводимости електропроводимост, съответно.

След като изяснихме пространствено-времевите измерения на съпротивлението, можем да се върнем към емпирично определените връзки между съпротивлението и други електрически величини и да потвърдим последователността на пространствено-времевите определения.

Напрежение: U = IR = s/t x t²/s³ = t/s²
Мощност: P = I²R = t²/s² x t²/s³ = 1/s
Енергия: E = I²Rt = s²/t² x t²/s³ x t = t/s

Енергийното уравнение демонстрира еквивалентността на математическите изрази на електрически и механични явления. Тъй като съпротивлението е маса за единица време, произведението на съпротивлението и времето Rt е еквивалентно на маса m. Токът I е скоростта v. Така изразът за електрическа енергия RtI² е еквивалентен на израза за кинетична енергия 1/2mv². С други думи, стойността на RtI² е кинетичната енергия на движението на електрона.

Вместо да използваме съпротивление, време и ток, можем да изразим енергията чрез напрежение U (еквивалентно на IR) и величина q (еквивалентно на It). Тогава изразът за количеството енергия (или работа) е W = Uq. Тук имаме известно потвърждение на дефиницията на електричеството като еквивалент на пространството. Както е описано в един от стандартните учебници по физика, силата е „добре дефинирана векторна величина, която създава промяна в движението на обектите“. EMF или напрежение отговаря на това описание. Той създава движението на електроните по посока на спада на напрежението. Енергията е продукт на сила и разстояние. Електрическата енергия Uq е произведение на сила и количество. От това следва, че количеството електричество е еквивалентно на разстоянието - същото заключение, което направихме за природата на незаредения електрон.

В традиционната научна мисъл статусът на електрическата енергия като форма на енергия като цяло се приема за даденост, тъй като тя може да бъде преобразувана във всякакви други форми, но статусът на електрическата или електродвижещата сила като форма на сила като цяло не се приема . Ако това беше прието, заключението, направено в предходния параграф, би било неизбежно. Но присъдата на наблюдаваните факти се пренебрегва от общото впечатление, че количеството електричество и пространството са същности от съвсем различно естество.

Предишни студенти по електрически явления признават, че величина, измерена във волтове, има характеристиките на сила и я наименуваха съответно. Съвременните теоретици отхвърлят това определение поради противоречие с тяхното виждане за природата на електрическия ток. Например W. J. Duffin предлага определение за електродвижеща сила (emf) и след това казва:
„Въпреки името, това определено не е сила, но е равно на работата, извършена за единица положителен заряд, ако зарядът се движи в кръг (тоест в електрическа верига); следователно тази единица е волтът.”

Работата на единица пространство е сила. Авторът просто приема на вяра, че движещото се същество, което той нарича заряд, не е еквивалентно на пространството. Така той стига до извода, че величина, измерена във волтове, не може да бъде сила. Вярваме, че той греши и че движещото се същество не е заряд, а въртяща се единица пространство (незареден електрон). Тогава електродвижещата сила, измерена във волтове, всъщност е сила. По същество Дъфин признава този факт, като казва в друга връзка, че „U/n (волта на метър) е същото като N/C (нютона на кулон).“. И двете изразяват разликата в напрежението като сила, разделена на пространство.

Традиционната физическа теория не претендира, че предлага вникване в природата нито на количеството електричество, нито на електрическия заряд. Той просто предполага: тъй като научните изследвания не са в състояние да дадат никакво обяснение на естеството на електрическия заряд, той трябва да бъде уникална единица, независима от други фундаментални физически единици, и трябва да бъде приета като една от „дадените“ характеристики на природата. Освен това се приема, че това образувание с неизвестна природа, което играе основна роля в електростатичните явления, е идентично с образуванието с неизвестна природа, количеството електричество, което играе основна роля в потока на електричество.

Най-съществената слабост на традиционната теория за електрическия ток, теория, основана на горните предположения, която сега можем да разгледаме в светлината на по-пълното разбиране на физическите основи, извлечени от теорията за вселената на движението, е, че тя приписва две различни и несъвместими роли на електроните. Според настоящата теория тези частици са компонентиатомна структура, най-малкото е възможно някои от тях да могат свободно да се адаптират към всякакви електрически сили, приложени към проводника. От една страна, всяка частица е толкова тясно свързана с останалата част от атома, че играе значителна роля в определянето на свойствата на атома и за да се отдели от атома, е необходима значителна сила (йонизационен потенциал) . От друга страна, електроните се движат толкова свободно, че ще реагират на топлинни или електрически сили, чиято величина е малко по-голяма от нула. Те трябва да съществуват в даден проводник в определени количества, ако считаме, че проводникът е електрически неутрален, въпреки че по него протича електрически ток. В същото време те трябва свободно да напускат проводника (в големи или малки количества), при условие че придобият достатъчно количество кинетична енергия.

Трябва да е очевидно, че теориите призовават електроните да изпълняват две различни и противоречиви функции. Отредена им е ключова позиция както в теорията на атомната структура, така и в теорията на електрическия ток, като се пренебрегва фактът, че свойствата, които трябва да притежават, за да изпълняват функциите, изисквани от една теория, се намесват в функциите, които са призовани да изпълняват в друга теория.

В теорията на вселената на движението всяко от тези явления включва различна физическа единица. Единицата на атомната структура е единицата за въртеливо движение, а не електронът. Той има един вид постоянен статус, който се изисква за атомен компонент. Електронът, без заряд и без никаква връзка с атомната структура, тогава е достъпен като свободно движеща се единица електрически ток.

Основният постулат на теорията за обратната система гласи, че физическата вселена е вселена на движение, вселена, в която всички същности и явления са движения, комбинации от движения или връзки между движенията. В такава вселена всички основни явления са обясними. Няма нищо, което да е „неанализирано“, както се изразява Бриджман. Основните същности и феномени на вселената на движението - радиация, гравитация, материя, електричество, магнетизъм и т.н. - могат да бъдат определени от гледна точка на пространството и времето. За разлика от традиционната физическа теория, обратната система не трябва да оставя основните си елементи на милостта на метафизичната мистерия. Това не трябва да ги изключва от физическото разследване, както гласи следното изявление от Енциклопедия Британика:

„Въпросът: „Какво е електричество?“, както и въпросът: „Какво е материята?“, лежат извън сферата на физиката и принадлежат към сферата на метафизиката.

Във вселената, състояща се изцяло от движение, електрическият заряд, принадлежащ на физическото същество, непременно трябва да бъде движение. Тогава проблемът, пред който са изправени теоретичните изследвания, не е отговорът на въпроса: „Какво е електрически заряд?“, а определението, какъв тип движение се проявява като заряд. Дефиницията на заряда като допълващо движение не само изяснява връзката между експериментално наблюдавания зареден електрон и незаредения електрон, известен само като движеща се единица в електрически ток, но също така обяснява обмена между тях, което е фундаментална подкрепа за популярния сега мнение, че в процеса участва само един субект – обвинение. Не винаги се помни, че това мнение е постигнало общо признание едва след дълъг и оживен дебат. Има прилики между статични и текущи явления, но има и значителни разлики. Понастоящем, при липсата на каквото и да е теоретично обяснение за какъвто и да е вид електричество, въпросът, който трябва да бъде разрешен, е дали заредените и незаредените електрони са идентични поради приликите си или несравними поради разликите си. Решението в полза на самоличността надделя, въпреки че с течение на времето се натрупаха много доказателства срещу валидността на това решение.

Сходството се проявява по два основни начина: (1) някои свойства на заредените частици и електрическите токове са подобни; (2) наблюдават се преходи от едно към друго. Дефиницията на зареден електрон като незареден електрон с допълнително движение обяснява и двата вида прилики. Например, демонстрацията, че бързо движещ се заряд има същите магнитни свойства като електрическия ток, беше основен фактор за победата, спечелена от привържениците на теорията за „заряда“ на електрическия ток преди много години. Но нашите открития показват, че движещите се обекти са електрони или други носители на заряд, така че съществуването или несъществуването на електрически заряди е без значение.

Втори вид доказателство, което се тълкува в подкрепа на идентичността на статични и движещи се електрони, е очевидното заместване на течащ електрон със зареден електрон в процеси като електролиза. Тук обяснението е: електрическият заряд се създава лесно и лесно се унищожава. Както всеки знае, е необходимо само малко количество триене, за да се създаде електрически ток върху много повърхности, като съвременните синтетични влакна. От това следва, че когато има концентрация на енергия в една от формите, способна да бъде освободена чрез трансформация в друга, ротационната вибрация, съставляваща заряда, възниква или изчезва, за да позволи вида на движение на електроните, което се извършва в отговор на упражнявана сила.

Да се ​​следва преобладаващата политика за третиране на две различни количества като идентични и използване на едни и същи единици и за двете е възможно само защото двете различни употреби са абсолютно отделни в повечето случаи. При такива обстоятелства изчисленията не въвеждат грешка от използването на идентични единици, но във всеки случай, ако изчислението или теоретичното разглеждане включва количества от двата вида, е необходимо ясно разграничение.

Като аналогия можем да предположим, че искаме да установим система от единици, в които се изразяват свойствата на водата. Нека приемем също, че не можем да разпознаем разликата между свойствата тегло и обем и следователно да ги изразим в кубични сантиметри. Тази система е еквивалентна на използването на единица тегло от един грам. И докато се занимаваме отделно с теглото и обема, всяко в свой собствен контекст, фактът, че изразът „кубичен сантиметър“ има две напълно различни значения, не води до никаква трудност. Въпреки това, ако имаме работа с двете качества едновременно, важно е да разпознаем разликата между тях. Разделянето на кубични сантиметри (тегло) на кубични сантиметри (обем) не се изразява като безразмерно число, както изглежда показват изчисленията; коефициентът е физическа величина с размери тегло/обем. По същия начин можем да използваме едни и същи единици за електрически заряд и количество електричество, стига те да работят независимо и в правилния контекст, но ако и двете количества са включени в изчисление или работят поотделно с грешни физически измерения, възниква объркване.

Объркването на размерите в резултат на неразбиране на разликата между заредени и незаредени електрони е източник на значителна загриженост и объркване сред теоретичните физици. Това беше пречка за установяването на цялостна систематична връзка между размерите на физическите величини. Неоткриването на основа за свързване е ясна индикация, че има нещо нередно със самите размери, но вместо да се признае този факт, текущата реакция е да се замете проблемът под килима и да се твърди, че проблемът не съществува. Ето как един наблюдател вижда картината:
„В миналото темата за размера беше противоречива. Отне години на неуспешни опити да се открият „присъщите, рационални връзки“, чрез които трябва да бъдат изразени всички формули на измеренията. Вече е общоприето, че няма един абсолютен набор от формули за оразмеряване.

Това е често срещана реакция на години на разочарование, реакция, която често сме срещали при изследване на темите, обсъждани в том 1. Когато най-добрите усилия на поколение след поколение изследователи не успеят да постигнат определена цел, винаги има силно изкушение да заявете, че целта е просто непостижима. „Накратко“, казва Алфред Ланде, „ако не можете да изясните проблемна ситуация, обявете, че е така „фундаментален и след това обнародване на съответния принцип.“Следователно физическата наука е пълна с принципи на безсилие, а не с обяснения.

Във вселената на движение размерите на всички величини от всякакъв вид могат да бъдат изразени само чрез пространство и време. Пространствено-времевите измерения на основните механични величини са дефинирани в том 1. Тук добавяме размерите на количествата, включени в потока на електрически ток.

Изясняването на размерните връзки е придружено от дефинирането на естествената единица за големина на различни физически величини. Системата от единици, които обикновено се използват при работа с електрически токове, е разработена независимо от механичните единици на ad hoc основа. За да се установи връзката между произволната система и естествената система от единици, ще е необходимо да се измери една физическа величина, чиято стойност може да бъде определена в естествената система, както беше направено при предишното определяне на връзките между естествените и традиционни единици за пространство, време и маса. За тази цел ще използваме константата на Фарадей - наблюдаваната връзка между количеството електричество и масата, участваща в електролизата. Умножавайки тази константа, 2,89366 x 10 14 ese/g-equiv, по естествената единица за атомно тегло 1,65979 x 10 -24 g, получаваме като естествена единица за количество електричество 4,80287 x 10 -10 ese.

Първоначално определението на таксовата единица ( ese) с помощта на уравнението на Кулон в електростатична измервателна система е планирано да се използва като средство за въвеждане на електрически величини в механична измервателна система. Но тук електростатичната единица за заряд и други електрически единици, включително ese, представляват отделна система за измерване, в която t/s се идентифицира с електрически заряд.

Големината на електрическия ток е броят на електроните за единица време, тоест единици пространство за единица време или скорост. Следователно естествената единица за ток може да се изрази като естествената единица за скорост, 2,99793 x 10 10 cm/sec. От гледна точка на електричеството, това е естествената единица за количество, разделена на естествената единица време, равно на 3,15842 x 10 6 ese/sec или 1,05353 x 10 -3 ампера. Следователно традиционната единица за електрическа енергия, ватчас, е равна на 3,6 x 10 10 erg. Естествената единица за енергия, 1,49275 x 10 -3 erg, е еквивалентна на 4,14375 x 10 -14 ват-часа. Разделяйки тази единица на натуралната единица за време, получаваме натуралната единица за мощност - 9,8099 х 10 12 ерг/сек = 9,8099 х 10 5 вата. След това разделянето на естествената единица ток ни дава естествената единица електродвижеща сила или напрежение от 9,31146 x 108 волта. По-нататъшното разделяне на тока дава естествена единица съпротивление от 8,83834 x 10 11 ома.

Друго количество електричество, което заслужава да бъде споменато поради ключовата роля, която играе в съвременния математически подход към магнетизма, е „плътността на тока“. Дефинира се като "количеството заряд, преминаващ за секунда през единица площ на равнина, перпендикулярна на линията на потока." Това е странно количество, което се различава от всяко друго количество, вече обсъдено по това, че не е връзка между пространство и време. След като осъзнаем, че това количество всъщност е ток на единица площ, а не „заряд“ (факт, потвърден от единиците, ампери на квадратен метър, в които е изразено), неговите пространствено-времеви измерения изглеждат s/ t x 1/ s² = 1/ст. Те не са измерения на движението или свойства на движението. От това следва, че като цяло това количество няма физическо значение. Това е просто математическо удобство.

Основните закони на електрическия ток, известни на съвременната наука, като закона на Ом, закона на Кирхоф и техните производни, са просто емпирични обобщения и тяхното приложение не се влияе от изясняването на истинската природа на електрическия ток. Същността на тези закони и съответните подробности са адекватно описани в съществуващата научна и техническа литература.

ЕЛЕКТРИЧЕСКО СЪПРОТИВЛЕНИЕ

Въпреки че движението на електрически ток в материята е еквивалентно на движението на материята в пространството, условията, срещани от всеки тип движение в нашия ежедневен опит, подчертават различни аспекти на общите твърдения. Когато имаме работа с движението на материята в продължението на пространството, ние се интересуваме главно от движенията на отделни обекти. Законите за движението на Нютон, крайъгълните камъни на механиката, се занимават с прилагането на сила, за да предизвикат или променят движението на такива обекти и с предаването на движение от един обект на друг. От друга страна, в случай на електрически ток ние се занимаваме с аспекти на непрекъснатостта на потока на тока и статусът на отделните включени обекти не е от значение.

Мобилността на пространствените единици в текущия поток въвежда някои видове променливост, които липсват в движението на материята в продължаващото пространство. Следователно има поведенчески характеристики или свойства на материалните структури, които са характерни за връзката между структурите и движещите се електрони. Казано по друг начин, можем да кажем така материята има някои характерни електрически свойства. Основното свойство на това естество е съпротива. Както беше посочено по-рано, съпротивлението е единственото количество, включено във фундаменталните отношения на текущия поток, което не е позната характеристика на системата от уравнения на механиката, уравнения, занимаващи се с движението на материята в продължаващото пространство.

Един от авторите обобщава съвременните идеи за произхода на електрическото съпротивление, както следва:
„Способността за провеждане на електричество... възниква от наличието на огромен брой квазисвободни електрони, които под въздействието на електрическо поле могат да преминават през метална решетка... Вълнуващи влияния... възпрепятстват свободният поток от електрони, разпръсквайки ги и създавайки съпротивление.

Както вече беше посочено, развитието на теорията за вселената на движение води до директно противоположната концепция за природата на електрическото съпротивление. Ние намираме това електроните се отстраняват от околната среда. Както беше обсъдено в том 1, действат физически процеси, които създават електрони в значителни количества и че въпреки че движенията, които съставляват тези електрони, в много случаи се абсорбират от атомни структури, способността да се използва този тип движение в такива структури е ограничена . От това следва, че в материалния сектор на Вселената винаги има голям излишък от свободни електрони, повечето от които не се таксуват. В незаредено състояние електроните не могат да се движат във връзка с пространството на разширенията, защото те са въртящи се единици на пространството, а връзката на пространството с пространството не е движение. Следователно в откритото пространство всеки незареден електрон е постоянно в една и съща позиция спрямо естествената референтна система, по същия начин като фотона. В контекста на стационарна пространствена референтна рамка, незареден електрон, като фотон, се изнася навън със скоростта на светлината от последователността на естествената референтна рамка. По този начин всички материални агрегати са изложени на поток от електрони, подобно на непрекъснато бомбардиране от фотони радиация. Има обаче други процеси, при които електроните се връщат в околната среда. Следователно, електронното население на материален агрегат като Земята се стабилизира на равновесно ниво.

Процесите, които определят равновесието на концентрацията на електрони, не зависят от природата на атомите на материята и обема на атомите. Следователно в електрически изолирани проводници, където няма протичане на ток, концентрацията на електрони е постоянна. От това следва, че броят на електроните, участващи в топлинното движение на атомите на материята, е пропорционален на обема на атома, а енергията на това движение се определя от ефективните коефициенти на въртене на атомите. следователно съпротивлението се определя от обема на атома и топлинната енергия.

Веществата, при които въртеливото движение се извършва изцяло във времето, имат топлинно движение в пространството, съгласно общото правило, управляващо добавянето на движение, както е установено в том 1. За тези вещества нулевото топлинно движение съответства на нулево съпротивление, а с повишаване на температурата съпротивлението се увеличава. Това се дължи на факта, че концентрацията на електрони (пространствени единици) във временния компонент на проводника е постоянна за всяко конкретно количество ток. Следователно токът увеличава топлинното движение в определена пропорция. Такива вещества се наричат проводници.

За други елементи, които имат две измерения на въртене в пространството, топлинното движение, което, поради крайните диаметри на движещите се електрони, изисква две отворени измерения, задължително възниква във времето. В този случай нулевата температура съответства на нулево движение във времето. Тук съпротивлението първоначално е високо, но намалява с повишаване на температурата. Такива вещества са известни като изолатори или диелектрици.

Елементите с най-голямо електрическо изместване, тези, които имат само едно измерение на пространствено въртене и тези, които са най-близо до електроположителни деления, могат да следват положителен модел и са проводници. Елементите с по-ниско електрическо отклонение следват модифициран модел на движение във времето, където съпротивлението намалява от високо, но ограничено ниво до нулева температура. Такива вещества с междинни характеристики се наричат полупроводници.

За съжаление, измерванията на съпротивлението включват много фактори, които внасят несигурност в резултатите. Чистотата на пробата е особено важна поради голямата разлика между съпротивленията на проводниците и диелектриците. Дори малко количество диелектрично замърсяване може значително да промени съпротивлението. Традиционната теория няма обяснение за мащаба на този ефект. Ако електроните се движат през пространствата между атомите, както предполага теорията, няколко допълнителни препятствия по пътя не би трябвало да допринасят значително за съпротивлението. Но, както ние твърдим, токовете се движат във всички атоми на проводника, включително нечистите атоми, което увеличава топлинното съдържание на всеки атом пропорционално на неговото съпротивление. Изключително високото съпротивление на диелектрика води до голям принос от всеки нечист атом и дори много малък брой такива атоми има много значителен ефект.

Замърсителите на полупроводниковите елементи са по-малко ефективни като замърсители, но все пак могат да имат устойчивост хиляди пъти по-голяма от тази на проводящите метали.

Освен това съпротивлението се променя с топлина и изисква внимателно отгряване, преди да могат да бъдат направени надеждни измервания. Адекватността на този метод в много, ако не и в повечето дефиниции на резистентност е съмнителна. Например, G. T. Meaden съобщава, че това третиране намалява устойчивостта на берилий с 50% и че „предварителната работа е извършена върху неотгрени проби“. Други източници на несигурност включват промени в кристалната структура или магнитното поведение, които възникват при различни температури или налягания в различни проби или при различни условия, често придружени от значителни ефекти на забавяне.

Тъй като електрическото съпротивление е резултат от температурното движение, енергията на движението на електроните е в равновесие с температурната енергия. Следователно съпротивлението е право пропорционално на ефективната топлинна енергия, тоест температурата. От това следва, че нарастването на съпротивлението на градус е постоянно за всяко (непроменено) вещество; тази стойност се определя от атомните характеристики. Ето защо, кривата, представяща връзката на съпротивлението с температурата, приложена към един атом, е линейна. Ограничението до права линия е характеристика на връзките на електрона и възниква поради факта, че електронът има само една единица ротационно изместване и следователно не може да премине към многоединичен тип движение по начина на сложни атомни структури.

Въпреки това, подобна промяна в кривата на съпротивлението възниква, ако коефициентите, които определят съпротивлението, се променят чрез пренареждане, като например промяна в налягането. Както се изрази P.W Бриджман, когато обсъждаме неговите резултати, след като е настъпила промяна от такова естество, по същество имаме работа с различна субстанция. Кривата на модифициран атом също е права линия, но не съвпада с кривата на немодифициран атом. В момента на преминаване към нова форма съпротивлението на отделен атом се променя рязко до съотношение с друга права линия.

ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯДИ

Във вселената на движението всички физически единици и явления са движения, комбинации от движения или връзки между движенията. От това следва, че разработването на структурата на теория, описваща такава вселена, е основно въпрос на определяне какви движения и комбинации от движения могат да съществуват при условията, посочени в постулатите. Досега в нашето обсъждане на физическите явления сме се занимавали само с транслационното движение, движението на електроните в материята и различните влияния на това движение, да речем, с механичните аспекти на електричеството. Сега ще насочим вниманието си към електрическите явления, включващи въртеливо движение.

Както е описано в том 1, гравитацията е триизмерно ротационно разпределено скаларно движение. Ако разгледаме общия модел на генериране на движения с по-голяма сложност като комбинация от различни видове движение, естествено е да приемем възможността за налагане на едномерно или двумерно скаларно въртене върху привличащите обекти, за да създадем явления от по-сложен характер . Въпреки това, след като анализираме ситуацията, откриваме, че добавянето към гравитационното движение на обикновено ротационно разпределено движение в по-малко от три измерения просто би променило големината на движението и няма да доведе до появата на нови видове явления.

Има обаче вариант на ротационно разпределения модел, който все още не сме изследвали. До този момент бяха разгледани три основни типа просто движение (скаларно движение на физически позиции): (1) транслационно движение; (2) линейна вибрация; и (3) въртене. Сега трябва да осъзнаем съществуването на четвърти тип - вибрационно-въртеливо движение, свързано с въртенето по същия начин, както линейната вибрация е свързана с транслационното движение. Векторно движение от този вид е често срещано (пример е движението на пружината в часовник), но до голяма степен се игнорира от традиционната научна мисъл. Той играе важна роля в основното движение на Вселената.

На атомно ниво ротационната вибрация е ротационно разпределено скаларно движение, което претърпява непрекъсната промяна отвън навътре и обратно. Както при линейните вибрации, за да бъде постоянно, измерването на скаларната посока трябва да бъде непрекъснато и равномерно. Следователно, подобно на фотона на радиацията, той трябва да бъде просто хармонично движение. Както беше отбелязано в обсъждането на температурното движение, когато просто хармонично движение се добави към съществуващо движение, то съвпада с това движение (и следователно няма ефект) в една от скаларните посоки и има ефективна величина в другата скаларна посока. Всяко инкрементално движение трябва да отговаря на правилата за комбиниране на скаларни движения, установени в том 1. На тази основа ефективната скаларна посока на самоподдържащата се ротационна вибрация трябва да бъде навън, противоположно на вътрешното ротационно движение, с което е свързана. Такова добавяне на скаларната посока навътре не е стабилно, но може да бъде подкрепено от външно влияние, както ще видим по-късно.

Скаларното движение под формата на ротационна вибрация ще се дефинира като заряд. Този тип едноизмерно въртене е електрически заряд. Във вселената на движение всеки основен физически феномен, като например заряд, непременно е движение. И единственият въпрос, който изисква отговор чрез изследване на мястото му във физическата картина, е въпросът: Какъв вид движение е това? Откриваме, че наблюдаваният електрически заряд има свойства, които теоретичното развитие определя като едномерна ротационна вибрация; следователно можем да приравним тези две понятия.

Интересно е да се отбележи, че традиционната наука, която толкова дълго не можеше да обясни произхода и естеството на електрическия заряд, признава, че той е скаларен. Например, У. Дж. Дъфин съобщава, че експериментите, които той описва, демонстрират, че „зарядът може да се дефинира като единица число“, подкрепяйки заключението, че „зарядът е скаларно количество“.

В традиционното физическо мислене обаче електрическият заряд се счита за една от основните физически единици и неговата дефиниция като движение несъмнено ще бъде изненада за много хора. Трябва да се подчертае, че това не е характеристика на теорията за движението на вселената. Независимо от нашите открития, базирани на тази теория, зарядът непременно е движение и въз основа на дефинициите, работещи в традиционната физика, факт, който се пренебрегва, защото не е в съгласие със съвременната теория. Ключовият фактор в ситуацията е определението за сила. Ние знаем това силата е свойство на движението, а не нещо от фундаментално естество, което съществува само по себе си. Разбирането на тази позиция е от съществено значение за развитието на теорията на зарядите.

За целите на физиката силата се определя от втория закон за движението на Нютон. Това е произведението на масата и ускорението, F = ma. Движението, отношението на пространството към времето, се измерва на базата на индивидуална единица маса като скорост или бързина, v (т.е. всяка единица се движи със собствена скорост), или на колективна основа като момент – маса по скорост, mv , по-рано наричан с по-описателно име „количество движение“. Скоростта на промяна в големината на движението във времето е dv/dt (ускорение, a) в случай на индивидуална маса и m dv/dt (сила, ma), ако се измерва колективно. Тогава силата се определя като скоростта на промяна на големината на общото количество движение с времето; можем да го наречем „степен на ускорение“. От определението следва, че силата е свойство на движението. Има същия статут като всяка друга собственост, а не нещо, което може да съществува като автономна единица.

Така наречените „фундаментални сили на природата“, предполагаемите автономни сили, които се използват, за да обяснят произхода на физическите явления, непременно са свойства на движенията зад тях; те не могат да съществуват като независими единици. Всяка „фундаментална сила“ трябва да възникне от фундаментално движение. Това е логично изискване за дефиницията на сила и е валидно независимо от физическата теория, в контекста на която се разглежда ситуацията.

Съвременната физическа наука не е в състояние да определи движенията, изисквани от определението за сила. Например, физическият заряд произвежда електрическа сила, но както се установява чрез наблюдение, той не го прави по собствена инициатива. Няма индикации за предишно движение. Такова очевидно противоречие с дефиницията за сила сега се разглежда чрез игнориране на изискванията на дефиницията и разглеждане на електрическата сила като образувание, създадено по някакъв неопределен начин от заряд. Сега необходимостта от избягване на този вид е елиминирана чрез определяне на заряда като вибрация на въртене. Сега е ясно, че причината за липсата на каквито и да е доказателства за движение, участващо в генерирането на електрическа сила, е това самият заряд е движение.

Следователно електрическият заряд е едномерен аналог на триизмерното движение на атом или частица, което определихме като маса. Пространствено-времеви измерения на масата – t³/s³. В едно измерение това би било t/s. Ротационната вибрация е движение, подобно на въртенето, което съставлява масата, но се различава само в периодичното обръщане на скаларната посока. От това следва, че електрическият заряд - едномерна вибрация на въртене - също има размери t/s. Измерванията на други електростатични величини могат да бъдат получени от количествата на заряда. Сила на електрическото поле- количество, което играе важна роля в много връзки, включващи електрически заряди, е зарядът на единица площ, t/s x 1/s² = t/s³. Произведението от силата на полето и разстоянието, t/s³ x s = t/s², е силата, електрически потенциал.

Поради същите причини, които се прилагат за създаването на гравитационно поле от маса, електрическият заряд е заобиколен от силово поле. въпреки това няма взаимодействие между маса и заряд. Скаларно движение. променящо се разделяне между A и B, може да бъде представено в референтната рамка или като движение на AB (движение на A към B) или движение на BA (движение на B към A). Следователно движенията AB и BA не са две отделни движения; те са просто два различни начина на представяне едно и същодвижения в отправната система. Това означава, че скаларното движение е реципрочен процес. Не може да се осъществи, освен ако обектите A и B не са способни на същия тип движение. Следователно зарядите (едномерни движения) взаимодействат само с заряди, а масите (триизмерни движения) само с маси.

Линейното движение на електрически заряд, аналогично на гравитацията, е предмет на същите съображения като гравитационното движение. Въпреки това, както беше отбелязано по-рано, той е насочен навън, а не навътре и следователно не може да бъде директно добавен към основното движение на вибрациите по начина на комбинации от ротационни движения. Ограничението на движението навън възниква, защото външната последователност на естествената отправна система, която винаги присъства, се простира до пълна единица скорост навън - ограничаващото количество. По-нататъшно движение навън може да се добави само след като компонент навътре е въведен в комбинацията от движение. По този начин, зарядът може да съществува само като добавка към атом или субатомна частица.

Въпреки че скаларната посока на ротационната вибрация, съставляваща заряд, винаги е навън, възможни са както положително (времево) изместване, така и отрицателно (пространствено) изместване, тъй като скоростта на въртене може да бъде или по-голяма, или по-малка от единица, а ротационната вибрация трябва непременно да е противоположна на въртенето. Това повдига много неудобен проблем с терминологията. От логическа гледна точка ротационната вибрация с пространствено изместване трябва да се нарича отрицателен заряд, тъй като е противоположна на положителното въртене, а ротационната вибрация с изместване във времето трябва да се нарича положителен заряд. На тази основа терминът „положителен“ винаги се отнася до временно изместване (ниска скорост), а терминът „отрицателен“ винаги се отнася до пространствено изместване (висока скорост). Използването на тези термини би имало някои предимства, но за целите на тази статия не изглежда желателно да рискуваме да внесем допълнително объркване в обясненията, които вече страдат от неизбежното използване на непозната терминология за изразяване на несъзнавани преди това връзки. Следователно за настоящите цели ще следваме настоящата употреба и зарядите на положителните елементи ще се наричат ​​положителни. Това означава, че значението на термините "положително" и "отрицателно" във връзка с въртенето е обратно пропорционално на заряда.

В нормалната практика това не би трябвало да представлява особена трудност. Въпреки това, в настоящата дискусия, известна идентификация на свойствата на различните движения, включени в изследваните комбинации, е от съществено значение за по-голяма яснота. За да се избегне объркване, термините „положителен“ и „отрицателен“ ще бъдат придружени от звездички, когато се използват наобратно. На тази основа електроположителен елемент, който се върти с ниска скорост във всички скаларни посоки, получава положителен* заряд - вибрация на въртене с висока скорост. Електроотрицателен елемент с компоненти с високо и ниско въртене може да приеме всякакъв вид заряд. Въпреки това, като цяло отрицателният* заряд е ограничен до повечето отрицателни елементи от класа.

Много от проблемите, които възникват, когато скаларното движение се разглежда в контекста на фиксирана пространствена референтна рамка, възникват от факта, че референтната рамка има свойство, позиция, което скаларното движение няма. Други проблеми възникват по обратната причина: скаларното движение има свойство, което референтната система няма. Нарекохме това свойство скаларна посока, навътре или навън.

Електрическите заряди не участват в основните движения на атомите или частиците, но лесно се създават в почти всеки вид материя и могат да бъдат отделени от тази материя със същата лекота. В нискотемпературни среди, като земната повърхност, електрическият заряд действа като временно допълнение към относително постоянни въртящи се системи на движение. Това не означава, че ролята на таксите не е важна. Всъщност зарядите често имат по-голямо влияние върху резултата от физическите събития, отколкото основните движения на атомите на материята, участващи в действието. Но от структурна гледна точка човек трябва да осъзнае, че зарядите идват и си отиват по същия начин като транслационните (кинетични или температурни) движения на атома. Както ще видим скоро, зарядите и температурните движения са до голяма степен взаимозаменяеми.

Най-простата форма на заредена частица се създава чрез добавяне на една единица едномерна ротационна вибрация към електрон или позитрон, който има само една небалансирана единица едномерно ротационно изместване. Тъй като ефективният спин на електрона е отрицателен, той поема отрицателен* заряд. Както е посочено в описанието на субатомните частици в том 1, всеки незареден електрон има две свободни измерения; тоест скаларни измерения, в които няма ефективна ротация. По-рано също видяхме, че основните единици на материята – атомите и частиците – могат да се ориентират според заобикалящата ги среда; тоест те приемат ориентации, съответстващи на силите, действащи в околната среда. Когато електрон се създава в свободно пространство, например от космически лъчи, той избягва ограниченията, наложени от неговото пространствено изместване (като невъзможността да се движи в пространството), като се ориентира така, че едно от свободните измерения да съвпада с измерението на референтна рамка. Тогава той може да заема фиксирана позиция в естествената отправна система за неопределено време. В контекста на стационарна пространствена референтна рамка, този незареден електрон, подобно на фотон, се изнася навън със скоростта на светлината от последователността на естествената референтна рамка.

Ако електронът навлезе в нова среда и започне да бъде подложен на нов набор от сили, той може да се преориентира, за да се адаптира към новата ситуация. Например, когато навлиза в проводящ материал, той се натъква на среда, в която може да се движи свободно, поради факта, че изместването на скоростта в комбинациите от движения, които изграждат материята, се случва предимно във времето и връзката между пространственото изместване на електронът и преместването във времето на атома е движение. Освен това факторите на околната среда благоприятстват такова преориентиране; тоест, те благоприятстват увеличаване на скоростта над единица в среда с висока скорост и намаляване в среда с ниска скорост. Следователно, електронът преориентира активното изместване в измерението на референтната рамка. Това е или пространствена, или времева отправна система, в зависимост от това дали скоростта е над или под единица, но двете рамки са успоредни. Всъщност това са два сегмента от една система, тъй като представляват едно и също едноизмерно движение в два различни скоростни региона.

Ако скоростта е по-голяма от единица, представянето на променливата величина се извършва във времевата координатна система, а фиксираната позиция в естествената референтна рамка се появява в пространствената координатна система като движение на електрони (електрически ток) със скоростта на светлината . Ако скоростта е по-малка от единица, представянията са обърнати. От това не следва, че движението на електрони по протежение на проводник става с такива скорости. В това отношение събирането на електрони е подобно на събирането на газ. Отделните електрони се движат с високи скорости, но в произволни посоки. Само полученото излишно движение в посоката на текущия поток, дрейф на електрони, както обикновено се нарича, действа като ненасочено движение.

Идеята за „електронен газ“ е общоприета в съвременната физика, но се смята, че „простата теория води до големи трудности, когато се разгледа по-подробно“. Както беше отбелязано, преобладаващото предположение е, че електроните на електронния газ, извлечен от атомните структури, са изправени пред много проблеми. Има и пряко противоречие със специфичните топлинни стойности. „Очакваше се, че електронният газ ще добави допълнителни 3/2 R към специфичната топлина на металите“, но такова увеличение на специфичната топлина не беше експериментално открито.

Теорията за вселената на движението предлага отговори и на двата проблема. Електроните, чието движение представлява електрически ток, не се отстраняват от атомите и не подлежат на ограничения, свързани с техния произход. Отговорът на проблема със специфичната топлина се крие в природата на движението на електроните. Движението на незаредени електрони (пространствени единици) в материята на проводника е еквивалентно на движението на материята в пространството на разширенията. При дадена температура атомите на материята имат определена скорост спрямо пространството. Няма значение дали е пространство за продължение или електронно пространство. Движението в електронното пространство (движението на електрони) е част от температурното движение, а специфичната топлина, дължаща се на това движение, е част от специфичната топлина на атома, а не нещо отделно.

Ако се получи преориентация на електрони в отговор на фактори на околната среда, той не може да се обърне срещу силите, свързани с тези фактори. Следователно в незаредено състояние електроните не могат да напуснат проводника. Единственото активно свойство на незаредения електрон е пространственото изместване, а съотношението на това пространство към пространството на разширенията не е движение. Комбинацията от ротационни движения (на атом или частица) с произтичащо изместване в пространството (скорост, по-голяма от единица) може да се движи само във времето, както беше посочено по-рано. Комбинация от въртеливи движения с произтичащо изместване във времето (скорост по-малка от единица) може да се движи само в пространството, тъй като движението е връзката между пространството и времето. Но единицата за скорост (естествена нула или начално ниво) е единица в пространството и времето. От това следва, че комбинация от движения с изместване на нетната скорост нула може да се движи или във времето, или в пространството. Придобиването на единица отрицателен* заряд (всъщност положителен по природа) от електрон, който в незареденото си състояние има единица отрицателно изместване, намалява полученото изместване на скоростта до нула и позволява на електрона да се движи свободно в пространството или във времето.

Създаването на заредени електрони в проводник изисква само прехвърляне на достатъчно енергия към незареден електрон, за да доведе съществуващата кинетична енергия на частицата до еквивалента на единица заряд. Ако електрон бъде проектиран в космоса, е необходимо допълнително количество енергия, за да излезе от твърдата или течната повърхност и да преодолее налягането, упражнявано от околния газ. Заредените електрони с енергия под това ниво са ограничени до проводника по същия начин като незаредените електрони.

Енергията, необходима за създаване на заряд и излизане от проводник, може да се научи по много начини, всеки от които е начин за създаване на свободно движещи се заредени електрони. Удобен и широко използван метод осигурява необходимата енергия чрез потенциална разлика. Това увеличава транслационната енергия на електроните, докато не удовлетвори изискването. В много приложения необходимото увеличение на енергията е сведено до минимум чрез проектиране на новозаредени електрони във вакуум, вместо чрез изискване за преодоляване на газовото налягане. Катодните лъчи, използвани при създаването на рентгенови лъчи, са потоци от заредени електрони, проектирани във вакуум. Използването на вакуум също е характеристика на термоелектронното създаване на заредени електрони, при което необходимата енергия се въвежда в незаредени електрони чрез топлина. При създаването на фотоволтаици енергията се абсорбира от радиация.

Съществуването на електрона като свободно заредена единица обикновено е краткотрайно. Веднага след като е създаден чрез един трансфер на енергия и излъчен в пространството, той отново се сблъсква с материята и влиза в друг трансфер на енергия, чрез който зарядът се превръща в топлинна енергия или радиация и електронът се връща в незаредено състояние. В непосредствена близост до агент, който създава заредени електрони, както създаването на заряди, така и обратният процес, който ги превръща в други видове енергия, се случват едновременно. Една от основните причини за използването на вакуум за създаване на електрони е да се сведе до минимум загубата на заряди по време на обратния процес.

В космоса заредените електрони могат да бъдат наблюдавани, тоест открити, по различни начини, тъй като поради наличието на заряди те се влияят от електрически сили. Това позволява техните движения да бъдат контролирани и за разлика от своя неуловим незареден двойник, зареденият електрон е наблюдаема единица, която може да бъде манипулирана, за да създаде различни видове физически ефекти.

Невъзможно е да изолираме и изследваме отделни заредени електрони в материята, както правим в космоса, но можем да разберем наличието на частици, като следваме следите от свободно движещи се заряди в материалните агрегати. В допълнение към специалните характеристики на зарядите, заредените електрони в материята имат същите свойства като незаредените електрони. Те се движат лесно при добри проводници и по-трудно при лоши. Те се движат в отговор на потенциални разлики. Те се държат в изолатори - вещества, които нямат необходимите отворени размери, за да позволят свободното движение на електрони и т.н. Активността на заредените електрони в и около агрегатите на материята е известна като статично електричество.

Какво всъщност знаем за електричеството днес? Според съвременните възгледи, много, но ако се задълбочим в същността на този въпрос по-подробно, се оказва, че човечеството широко използва електричество, без да разбира истинската същност на това важно физическо явление.

Целта на тази статия не е да опровергае постигнатите научни и технически приложни резултати от изследванията в областта на електрическите явления, които се използват широко в бита и индустрията на съвременното общество. Но човечеството непрекъснато се сблъсква с редица явления и парадокси, които не се вписват в рамките на съвременните теоретични концепции по отношение на електрическите явления - това показва липса на пълно разбиране на физиката на това явление.

Освен това днес науката знае факти, когато привидно изследвани вещества и материали показват аномални свойства на проводимост ( ) .

Феноменът на свръхпроводимостта на материалите също няма напълно задоволителна теория в момента. Има само предположение, че свръхпроводимостта е квантов феномен , който се изучава от квантовата механика. При внимателно изучаване на основните уравнения на квантовата механика: уравнението на Шрьодингер, уравнението на фон Нойман, уравнението на Линдблад, уравнението на Хайзенберг и уравнението на Паули, тяхната несъвместимост ще стане очевидна. Факт е, че уравнението на Шрьодингер не е получено, а е постулирано по метода на аналогията с класическата оптика, въз основа на обобщение на експериментални данни. Уравнението на Паули описва движението на заредена частица със спин 1/2 (например електрон) във външно електромагнитно поле, но концепцията за спин не се свързва с реалното въртене на елементарна частица и по отношение на спина постулира се, че съществува пространство от състояния, които по никакъв начин не са свързани с движението на елементарни частици частици в обикновеното пространство.

В книгата на Анастасия Нових „Езоосмос“ се споменава за непоследователността на квантовата теория: „Но квантово-механичната теория за структурата на атома, която разглежда атома като система от микрочастици, които не се подчиняват на законите на класическата механика, абсолютно не е релевантно . На пръв поглед аргументите на немския физик Хайзенберг и австрийския физик Шрьодингер изглеждат убедителни за хората, но ако всичко това се разглежда от различна гледна точка, тогава техните заключения са само отчасти правилни и като цяло и двамата са напълно погрешни . Факт е, че първият описва електрона като частица, а другият като вълна. Между другото, принципът на двойствеността на вълната и частицата също е без значение, тъй като той не разкрива прехода на частица във вълна и обратно. Тоест, учените господа се оказват някак оскъдни. Всъщност всичко е много просто. Като цяло искам да кажа, че физиката на бъдещето е много проста и разбираема. Основното е да доживеем това бъдеще. Що се отнася до електрона, той става вълна само в два случая. Първият е, когато външният заряд се загуби, тоест когато електронът не взаимодейства с други материални обекти, да речем със същия атом. Второто, в предосмично състояние, тоест когато неговият вътрешен потенциал намалява."

Същите електрически импулси, генерирани от невроните на човешката нервна система, поддържат активното, сложно, разнообразно функциониране на тялото. Интересно е да се отбележи, че потенциалът на действие на клетката (вълна на възбуждане, движеща се по мембраната на жива клетка под формата на краткотрайна промяна на мембранния потенциал в малка област на възбудимата клетка) е в определен диапазон (фиг. 1).

Долната граница на потенциала на действие на неврона е на ниво -75 mV, което е много близо до стойността на редокс потенциала на човешката кръв. Ако анализираме максималната и минималната стойност на потенциала за действие спрямо нулата, тогава тя е много близка до закръгления процент значение златно сечение , т.е. деление на интервала в съотношение 62% и 38%:

\(\Делта = 75 mV+40 mV = 115 mV\)

115 mV / 100% = 75 mV / x 1 или 115 mV / 100% = 40 mV / x 2

x 1 = 65,2%, x 2 = 34,8%

Всички вещества и материали, известни на съвременната наука, провеждат електричество в една или друга степен, тъй като съдържат електрони, състоящи се от 13 фантомни частици Po, които от своя страна са септонични снопове (“PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS” стр. 61) . Единственият въпрос е напрежението на електрическия ток, което е необходимо за преодоляване на електрическото съпротивление.

Тъй като електрическите явления са тясно свързани с електрона, докладът „PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS” предоставя следната информация относно тази важна елементарна частица: „Електронът е компонент на атома, един от основните структурни елементи на материята. Електроните образуват електронните обвивки на атомите на всички известни днес химични елементи. Те участват в почти всички електрически явления, с които учените са запознати днес. Но какво всъщност е електричеството, официалната наука все още не може да обясни, ограничавайки се до общи фрази, че това е например „набор от явления, причинени от съществуването, движението и взаимодействието на заредени тела или частици от носители на електрически заряд“. Известно е, че електричеството не е непрекъснат поток, а се пренася на порции - дискретно».

Според съвременните представи: „ електричество „е набор от явления, причинени от съществуването, взаимодействието и движението на електрически заряди.“ Но какво е електрически заряд?

Електрически заряд (количество електричество) е физична скаларна величина (величина, всяка стойност на която може да се изрази с едно реално число), която определя способността на телата да бъдат източник на електромагнитни полета и да участват в електромагнитно взаимодействие. Електрическите заряди се разделят на положителни и отрицателни (този избор се счита за чисто произволен в науката и на всеки заряд се приписва много специфичен знак). Телата, заредени с заряд с еднакъв знак, се отблъскват, а тези с противоположен заряд се привличат. Когато заредените тела се движат (както макроскопични тела, така и микроскопични заредени частици, пренасящи електрически ток в проводници), възниква магнитно поле и възникват явления, които позволяват да се установи връзката между електричеството и магнетизма (електромагнетизъм).

Електродинамика изучава електромагнитното поле в най-общия случай (т.е. разглеждат се зависещи от времето променливи полета) и неговото взаимодействие с тела, които имат електрически заряд. Класическата електродинамика взема предвид само непрекъснатите свойства на електромагнитното поле.

Квантова електродинамика изучава електромагнитни полета, които имат прекъснати (дискретни) свойства, чиито носители са полеви кванти - фотони. Взаимодействието на електромагнитното излъчване със заредените частици се разглежда в квантовата електродинамика като поглъщане и излъчване на фотони от частици.

Струва си да помислим защо се появява магнитно поле около проводник с ток или около атом, в чиито орбити се движат електрони? Факт е, че " това, което днес се нарича електричество, всъщност е специално състояние на септонното поле , в чиито процеси в повечето случаи участва електронът заедно с другите си допълнителни „компоненти“ "("PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS" стр. 90).

А тороидалната форма на магнитното поле се определя от естеството на неговия произход. Както се казва в статията: „Вземайки предвид фракталните модели във Вселената, както и факта, че септонното поле в материалния свят в рамките на 6 измерения е фундаменталното, единно поле, на което се основават всички взаимодействия, известни на съвременната наука, може да се твърди, че те всички също имат формата Тора. И това твърдение може да представлява особен научен интерес за съвременните изследователи.". Следователно електромагнитното поле винаги ще има формата на тор, подобно на тора на септона.

Нека разгледаме спирала, през която протича електрически ток и как точно се формира нейното електромагнитно поле ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Ориз. 2. Линии на полето на правоъгълен магнит

Ориз. 3. Силови линии на спирала с ток

Ориз. 4. Полеви линии на отделни участъци от спиралата

Ориз. 5. Аналогия между силови линии на спирала и атоми с орбитални електрони

Ориз. 6. Отделен фрагмент от спирала и атом със силови линии

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: човечеството все още не е научило тайните на мистериозния феномен на електричеството.

Петър Тотов

Ключови думи:ПРИМОРДИАЛНА ФИЗИКА НА АЛЛАТРА, електрически ток, електричество, природа на електричеството, електрически заряд, електромагнитно поле, квантова механика, електрон.

Литература:

Новите. А., Езоосмос, К.: ЛОТОС, 2013. - 312 с. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

Доклад „PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS” от международна група учени от Международното социално движение „АЛЛАТРА”, изд. Анастасия Нових, 2015 г.;

Преди всичко си струва да разберете какво е електрически ток. Електрическият ток е подредено движение на заредени частици в проводник. За да възникне, първо трябва да се създаде електрическо поле, под въздействието на което гореспоменатите заредени частици ще започнат да се движат.

Първите знания за електричеството, преди много векове, са свързани с електрическите „заряди“, произведени чрез триене. Още в древността хората са знаели, че кехлибарът, натрит с вълна, придобива способността да привлича леки предмети. Но едва в края на 16 век английският лекар Гилбърт изследва подробно това явление и установява, че много други вещества имат абсолютно същите свойства. Тела, които, подобно на кехлибар, след триене могат да привличат леки предмети, той нарече електрифицирани. Тази дума произлиза от гръцкия електрон - „кехлибар“. В момента казваме, че телата в това състояние имат електрически заряди, а самите тела се наричат ​​„заредени“.

Електрически заряди винаги възникват, когато различни вещества влязат в близък контакт. Ако телата са твърди, тогава техният близък контакт е възпрепятстван от микроскопични издатини и неравности, които присъстват на тяхната повърхност. Стискайки такива тела и ги триейки едно в друго, ние събираме техните повърхности, които без натиск биха се докоснали само в няколко точки. В някои тела електрическите заряди могат да се движат свободно между различни части, но в други това е невъзможно. В първия случай телата се наричат ​​"проводници", а във втория - "диелектрици или изолатори". Проводници са всички метали, водни разтвори на соли и киселини и др. Примери за изолатори са кехлибар, кварц, ебонит и всички газове, открити при нормални условия.

Въпреки това трябва да се отбележи, че разделянето на телата на проводници и диелектрици е много произволно. Всички вещества провеждат електричество в по-голяма или по-малка степен. Електрическите заряди са положителни и отрицателни. Този вид ток няма да продължи дълго, защото електрифицираното тяло ще се разреди. За да продължи съществуването на електрически ток в проводник, е необходимо да се поддържа електрическо поле. За тези цели се използват източници на електрически ток. Най-простият случай на възникване на електрически ток е, когато единият край на проводника е свързан към електрифицирано тяло, а другият към земята.

Електрически вериги, захранващи електрически крушки и електрически двигатели, не се появяват до изобретяването на батериите, което датира от около 1800 г. След това развитието на учението за електричеството върви толкова бързо, че за по-малко от век то става не просто част от физиката, но формира основата на нова електрическа цивилизация.

Основни величини на електрически ток

Количество електричество и ток. Въздействието на електрическия ток може да бъде силно или слабо. Силата на електрическия ток зависи от количеството заряд, който преминава през веригата за определена единица време. Колкото повече електрони се преместват от единия полюс на източника към другия, толкова по-голям е общият заряд, пренесен от електроните. Този нетен заряд се нарича количеството електричество, преминаващо през проводник.

По-специално, химическият ефект на електрическия ток зависи от количеството електричество, т.е. колкото по-голям е зарядът, преминал през електролитния разтвор, толкова повече вещество ще се отложи върху катода и анода. В тази връзка количеството електричество може да се изчисли чрез претегляне на масата на веществото, отложено върху електрода, и познаване на масата и заряда на един йон от това вещество.

Силата на тока е количество, което е равно на отношението на електрическия заряд, преминаващ през напречното сечение на проводника, към времето, през което тече. Единицата за заряд е кулон (C), времето се измерва в секунди (s). В този случай единицата за ток се изразява в C/s. Тази единица се нарича ампер (A). За измерване на тока във верига се използва електрически измервателен уред, наречен амперметър. За включване във веригата амперметърът е оборудван с два извода. Той е свързан последователно към веригата.

Електрическо напрежение. Вече знаем, че електрическият ток е подредено движение на заредени частици - електрони. Това движение се създава с помощта на електрическо поле, което извършва определена работа. Това явление се нарича работа на електрически ток. За да пренесе повече заряд през електрическа верига за 1 s, електрическото поле трябва да извърши повече работа. Въз основа на това се оказва, че работата на електрическия ток трябва да зависи от силата на тока. Но има още една стойност, от която зависи работата на тока. Това количество се нарича напрежение.

Напрежението е съотношението на работата, извършена от тока в определена секция на електрическа верига, към заряда, протичащ през същата секция на веригата. Текущата работа се измерва в джаули (J), зарядът - в кулони (C). В тази връзка мерната единица за напрежение ще стане 1 J/C. Тази единица се нарича волт (V).

За да възникне напрежение в електрическа верига, е необходим източник на ток. Когато веригата е отворена, напрежението присъства само на клемите на източника на ток. Ако този източник на ток е включен във веригата, напрежението ще възникне и в отделни секции на веригата. В тази връзка във веригата ще се появи ток. Тоест можем накратко да кажем следното: ако във веригата няма напрежение, няма ток. За измерване на напрежението се използва електрически измервателен уред, наречен волтметър. По външния си вид той прилича на споменатия по-горе амперметър, с единствената разлика, че на скалата на волтметъра е написана буквата V (вместо А на амперметъра). Волтметърът има две клеми, с помощта на които се включва паралелно на електрическата верига.

Електрическо съпротивление. След като свържете различни проводници и амперметър към електрическата верига, можете да забележите, че когато използвате различни проводници, амперметърът дава различни показания, т.е. в този случай силата на тока в електрическата верига е различна. Това явление може да се обясни с факта, че различните проводници имат различно електрическо съпротивление, което е физическа величина. Наречен е Ом в чест на немския физик. Като правило във физиката се използват по-големи единици: килоом, мегаом и др. Съпротивлението на проводника обикновено се обозначава с буквата R, дължината на проводника е L, а площта на напречното сечение е S , В този случай съпротивлението може да бъде написано като формула:

R = r * L/S

където коефициентът p се нарича съпротивление. Този коефициент изразява съпротивлението на проводник с дължина 1 m и площ на напречното сечение, равна на 1 m2. Специфичното съпротивление се изразява в ома x м. Тъй като проводниците по правило имат доста малко напречно сечение, техните площи обикновено се изразяват в квадратни милиметри. В този случай единицата за съпротивление ще бъде Ohm x mm2/m. В таблицата по-долу. Фигура 1 показва съпротивленията на някои материали.

Таблица 1. Електрическо съпротивление на някои материали
Материал	p, Ohm x m2/m	Материал	p, Ohm x m2/m
Мед	0,017	Платинено-иридиева сплав	0,25
злато	0,024	Графит	13
Месинг	0,071	Въглища	40
Калай	0,12	Порцелан	1019
Водя	0,21	Ебонит	1020
Метал или сплав
Сребро	0,016	Манганин (сплав)	0,43
Алуминий	0,028	Константан (сплав)	0,50
Волфрам	0,055	живак	0,96
Желязо	0,1	Нихром (сплав)	1,1
Никелин (сплав)	0,40	Фехрал (сплав)	1,3
		Хромел (сплав)	1,5

Според таблицата. 1 става ясно, че медта има най-ниско електрическо съпротивление, а металната сплав има най-високо. В допълнение, диелектриците (изолаторите) имат високо съпротивление.

Електрически капацитет. Вече знаем, че два изолирани един от друг проводника могат да натрупват електрически заряди. Това явление се характеризира с физична величина, наречена електрически капацитет. Електрическият капацитет на два проводника не е нищо повече от отношението на заряда на един от тях към потенциалната разлика между този проводник и съседния. Колкото по-ниско е напрежението, когато проводниците получават заряд, толкова по-голям е техният капацитет. Единицата за електрически капацитет е фарад (F). На практика се използват части от тази единица: микрофарад (μF) и пикофарад (pF).

Ако вземете два изолирани един от друг проводника и ги поставите на малко разстояние един от друг, ще получите кондензатор. Капацитетът на кондензатора зависи от дебелината на неговите пластини и дебелината на диелектрика и неговата пропускливост. Чрез намаляване на дебелината на диелектрика между плочите на кондензатора, капацитетът на последния може значително да се увеличи. На всички кондензатори, в допълнение към техния капацитет, трябва да бъде посочено напрежението, за което са предназначени тези устройства.

Работа и мощност на електрически ток. От горното става ясно, че електрическият ток върши известна работа. При свързване на електродвигатели, електрическият ток кара всякакъв вид оборудване да работи, движи влакове по релсите, осветява улиците, отоплява дома, а също така произвежда химически ефект, т.е. позволява електролиза и т.н. Можем да кажем, че извършената работа по силата на тока в определен участък от веригата е равен на произведения ток, напрежение и време, през което е извършена работата. Работата се измерва в джаули, напрежението във волтове, токът в ампери, времето в секунди. В това отношение 1 J = 1B x 1A x 1s. От това се оказва, че за да се измери работата на електрически ток, трябва да се използват три инструмента наведнъж: амперметър, волтметър и часовник. Но това е тромаво и неефективно. Затова обикновено работата на електрическия ток се измерва с електромери. Това устройство съдържа всички горепосочени устройства.

Силата на електрическия ток е равна на отношението на работата на тока към времето, през което е извършена. Мощността се обозначава с буквата "P" и се изразява във ватове (W). На практика се използват киловати, мегавати, хектовати и т. н. За да измерите мощността на веригата, трябва да вземете ватметър. Електроинженерите изразяват работата на тока в киловатчаса (kWh).

Основни закони на електрическия ток

Закон на Ом. Напрежението и токът се считат за най-полезните характеристики на електрическите вериги. Една от основните характеристики на използването на електроенергия е бързото транспортиране на енергия от едно място на друго и нейното предаване до потребителя в необходимата форма. Произведението на потенциалната разлика и тока дава мощност, т.е. количеството енергия, отделено във веригата за единица време. Както бе споменато по-горе, за измерване на мощността в електрическа верига ще са необходими 3 устройства. Възможно ли е да се мине само с един и да се изчисли мощността от неговите показания и някои характеристики на веригата, като нейното съпротивление? Много хора харесаха тази идея и я намериха за плодотворна.

И така, какво е съпротивлението на проводник или верига като цяло? Дали един проводник, като водопроводните тръби или тръбите на вакуумната система, има постоянно свойство, което може да се нарече съпротивление? Например, в тръбите съотношението на разликата в налягането, генерираща потока, разделено на дебита, обикновено е постоянна характеристика на тръбата. По същия начин топлинният поток в проводник се управлява от проста връзка, включваща температурната разлика, площта на напречното сечение на проводника и неговата дължина. Откриването на такава връзка за електрически вериги беше резултат от успешно търсене.

През 1820 г. немският учител Георг Ом е първият, който започва да търси горната връзка. На първо място, той се стреми към слава и слава, което да му позволи да преподава в университета. Ето защо той избра област на изследване, която обещаваше специални предимства.

Ом беше син на механик, така че знаеше как да тегли метална тел с различна дебелина, която му беше необходима за експерименти. Тъй като в онези дни беше невъзможно да се купи подходяща тел, Ом го направи сам. По време на своите експерименти той пробва различни дължини, различни дебелини, различни метали и дори различни температури. Той променяше всички тези фактори един по един. По времето на Ом батериите все още бяха слаби и произвеждаха непостоянен ток. В тази връзка изследователят използва термодвойка като генератор, чийто горещ възел е поставен в пламък. В допълнение, той използва груб магнитен амперметър и измерва потенциалните разлики (Ом ги нарича "напрежения") чрез промяна на температурата или броя на топлинните връзки.

Изследването на електрическите вериги току-що започна да се развива. След като батериите са изобретени около 1800 г., той започва да се развива много по-бързо. Бяха проектирани и произведени различни устройства (доста често на ръка), бяха открити нови закони, появиха се понятия и термини и т.н. Всичко това доведе до по-дълбоко разбиране на електрическите явления и фактори.

Актуализирането на знанията за електричеството, от една страна, стана причина за появата на нова област на физиката, от друга страна, това беше основата за бързото развитие на електротехниката, т.е. батерии, генератори, системи за захранване на осветлението и електрическо задвижване, електрически пещи, електрически двигатели и др. са изобретени, други.

Откритията на Ом са от голямо значение както за развитието на изследването на електричеството, така и за развитието на приложната електротехника. Те направиха възможно лесното предсказване на свойствата на електрическите вериги за постоянен ток, а впоследствие и за променлив ток. През 1826 г. Ом публикува книга, в която очертава теоретични заключения и експериментални резултати. Но надеждите му не се оправдаха, книгата беше посрещната с насмешка. Това се случи, защото методът на грубото експериментиране изглеждаше непривлекателен в епоха, когато мнозина се интересуваха от философия.

Той нямаше друг избор, освен да напусне учителската си позиция. Той не постигна назначение в университета по същата причина. В продължение на 6 години ученият живее в бедност, без увереност в бъдещето, изпитвайки чувство на горчиво разочарование.

Но постепенно творбите му придобиват известност, първо извън Германия. Ом беше уважаван в чужбина и се възползваше от своите изследвания. В тази връзка неговите сънародници бяха принудени да го признаят в родината му. През 1849 г. получава професорско място в Мюнхенския университет.

Ом открива прост закон, установяващ връзката между тока и напрежението за парче жица (за част от верига, за цялата верига). Освен това той състави правила, които ви позволяват да определите какво ще се промени, ако вземете проводник с различен размер. Законът на Ом се формулира по следния начин: силата на тока в даден участък от веригата е право пропорционална на напрежението в този участък и обратно пропорционална на съпротивлението на участъка.

Закон на Джаул-Ленц. Електрическият ток във всяка част на веригата върши известна работа. Например, нека вземем всеки участък от веригата, между краищата на който има напрежение (U). По дефиниция на електрическо напрежение, работата, извършена при преместване на единица заряд между две точки, е равна на U. Ако силата на тока в даден участък от веригата е равна на i, тогава за времето t зарядът, който ще премине, и следователно работата на електрическия ток в тази секция ще бъде:

A = Uit

Този израз е валиден за постоянен ток във всеки случай, за всеки участък от веригата, който може да съдържа проводници, електродвигатели и т.н. Текущата мощност, т.е. работа за единица време, е равна на:

P = A/t = Ui

Тази формула се използва в системата SI за определяне на единицата напрежение.

Да приемем, че участъкът от веригата е неподвижен проводник. В този случай цялата работа ще се превърне в топлина, която ще се отдели в този проводник. Ако проводникът е хомогенен и се подчинява на закона на Ом (това включва всички метали и електролити), тогава:

U = ir

където r е съпротивлението на проводника. В такъв случай:

A = rt2i

Този закон за първи път е експериментално изведен от Е. Ленц и независимо от него от Джаул.

Трябва да се отбележи, че нагревателните проводници имат многобройни приложения в технологиите. Най-често срещаните и важни сред тях са лампите с нажежаема жичка.

Закон за електромагнитната индукция. През първата половина на 19 век английският физик М. Фарадей открива явлението магнитна индукция. Този факт, станал собственост на много изследователи, даде мощен тласък на развитието на електротехниката и радиотехниката.

В хода на експериментите Фарадей установи, че когато броят на линиите на магнитна индукция, проникващи през повърхност, ограничена от затворен контур, се промени, в нея възниква електрически ток. Това е в основата на може би най-важния закон на физиката - закона за електромагнитната индукция. Токът, който възниква във веригата, се нарича индукция. Поради факта, че електрически ток възниква във верига само когато свободните заряди са изложени на външни сили, тогава с променящ се магнитен поток, преминаващ по повърхността на затворена верига, същите тези външни сили се появяват в нея. Действието на външните сили във физиката се нарича електродвижеща сила или индуцирана едс.

Електромагнитната индукция се появява и в отворени проводници. Когато проводник пресича магнитни силови линии, в краищата му се появява напрежение. Причината за появата на такова напрежение е индуцирана емф. Ако магнитният поток, преминаващ през затворен контур, не се променя, не се появява индуциран ток.

Използвайки понятието "индукционна емф", можем да говорим за закона на електромагнитната индукция, т.е. индукционната емф в затворен контур е равна по големина на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от контура.

Правилото на Ленц. Както вече знаем, в проводник възниква индуциран ток. В зависимост от условията на появата му, той има различна посока. По този повод руският физик Ленц формулира следното правило: индуцираният ток, възникващ в затворена верига, винаги има такава посока, че създаденото от него магнитно поле не позволява промяна на магнитния поток. Всичко това причинява появата на индукционен ток.

Индукционният ток, както всеки друг, има енергия. Това означава, че в случай на индукционен ток се появява електрическа енергия. Според закона за запазване и преобразуване на енергията, горепосочената енергия може да възникне само поради количеството енергия на друг вид енергия. Така правилото на Ленц напълно съответства на закона за запазване и трансформация на енергията.

В допълнение към индукцията в бобината може да се появи така наречената самоиндукция. Същността му е следната. Ако в бобината възникне ток или силата му се промени, възниква променящо се магнитно поле. И ако магнитният поток, преминаващ през бобината, се промени, тогава в него се появява електродвижеща сила, която се нарича самоиндукционна емф.

Според правилото на Ленц, самоиндуктивната емф при затваряне на верига пречи на силата на тока и не позволява да се увеличи. Когато веригата е изключена, самоиндуктивната ЕДС намалява силата на тока. В случай, че силата на тока в намотката достигне определена стойност, магнитното поле престава да се променя и самоиндуктивната емф става нула.

Какво е електрически ток

Насочено движение на електрически заредени частици под въздействието на . Такива частици могат да бъдат: в проводници – електрони, в електролити – йони (катиони и аниони), в полупроводници – електрони и така наречените „дупки“ („електронно-дупкова проводимост“). Има и „ток на отклонение“, чийто поток се дължи на процеса на зареждане на капацитета, т.е. промяна на потенциалната разлика между плочите. Между плочите няма движение на частици, но през кондензатора протича ток.

В теорията на електрическите вериги токът се счита за насочено движение на носители на заряд в проводяща среда под въздействието на електрическо поле.

Токът на проводимост (просто ток) в теорията на електрическите вериги е количеството електричество, протичащо за единица време през напречното сечение на проводник: i=q/t, където i е ток. А; q = 1,6·10 9 - електронен заряд, C; t - време, s.

Този израз е валиден за DC вериги. За вериги с променлив ток се използва така наречената моментна стойност на тока, равна на скоростта на промяна на заряда във времето: i(t)= dq/dt.

Електрическият ток възниква, когато електрическо поле или потенциална разлика се появи в участък от електрическа верига между две точки на проводник. Потенциалната разлика между две точки се нарича напрежение или спад на напрежението в този участък от веригата.

Вместо термина "ток" ("текуща величина") често се използва терминът "сила на тока". Последното обаче не може да се нарече успешно, тъй като силата на тока не е никаква сила в буквалния смисъл на думата, а само интензивността на движението на електрическите заряди в проводника, количеството електричество, преминаващо за единица време през кръста - площ на сечението на проводника.
Токът се характеризира с , което в системата SI се измерва в ампери (A), и с плътността на тока, която в системата SI се измерва в ампери на квадратен метър.
Един ампер съответства на движението на електрически заряд, равен на един кулон (C) през напречното сечение на проводник за една секунда (s):

1A = 1C/s.

В общия случай, обозначавайки тока с буквата i и заряда с q, получаваме:

i = dq / dt.

Единицата за ток се нарича ампер (A). Токът в проводник е 1 А, ако електрически заряд, равен на 1 кулон, преминава през напречното сечение на проводника за 1 секунда.

Ако се приложи напрежение по протежение на проводник, вътре в проводника възниква електрическо поле. При напрегнатост на полето E електроните със заряд e се въздействат от сила f = Ee. Величините f и E са векторни. По време на свободния път електроните придобиват насочено движение заедно с хаотичното движение. Всеки електрон има отрицателен заряд и получава компонент на скоростта, насочен противоположно на вектора E (фиг. 1). Подреденото движение, характеризиращо се с определена средна скорост на електроните vcp, определя потока на електрически ток.

Електроните могат да имат насочено движение в разредени газове. В електролитите и йонизираните газове протичането на ток се дължи главно на движението на йони. В съответствие с факта, че в електролитите положително заредените йони се движат от положителния полюс към отрицателния, исторически посоката на тока се приема за противоположна на посоката на движение на електрона.

За посока на тока се приема посоката, в която се движат положително заредените частици, т.е. посоката, обратна на движението на електроните.
В теорията на електрическите вериги посоката на тока в пасивна верига (извън източници на енергия) се приема за посока на движение на положително заредени частици от по-висок потенциал към по-нисък. Тази посока е приета в самото начало на развитието на електротехниката и противоречи на истинската посока на движение на носителите на заряд - електрони, движещи се в проводящи среди от минус към плюс.

Стойността, равна на съотношението на тока към площта на напречното сечение S, се нарича плътност на тока (означена с δ): δ= I/S

Приема се, че токът е равномерно разпределен по напречното сечение на проводника. Плътността на тока в проводниците обикновено се измерва в A/mm2.

Според вида на носителите на електрически заряд и средата на тяхното движение се разграничават проводими токовеи токове на изместване. Проводимостта се дели на електронна и йонна. За стационарни условия се разграничават два вида токове: постоянен и променлив.

Пренос на електрически токнаричаме феномена на прехвърляне на електрически заряди от заредени частици или тела, движещи се в свободното пространство. Основният тип електрически преносен ток е движението в празнотата на елементарни частици със заряд (движението на свободни електрони в електронни тръби), движението на свободни йони в газоразрядни устройства.

Електрически ток на изместване (ток на поляризация)наречено подредено движение на свързани носители на електрически заряди. Този тип ток може да се наблюдава в диелектрици.
Общ електрически ток- скаларна величина, равна на сумата от тока на електрическа проводимост, тока на електрическо пренасяне и тока на електрическо изместване през разглежданата повърхност.

Константата е ток, който може да варира по големина, но не променя знака си за произволно дълго време. Прочетете повече за това тук:

Променливият ток е ток, който периодично се променя както по големина, така и по знак.Количеството, характеризиращо променливия ток, е честотата (измерена в херци в системата SI), в случай че неговата сила се променя периодично. Високочестотен променлив токсе натиска върху повърхността на проводника. Високочестотните токове се използват в машиностроенето за термична обработка на повърхности на детайли и заваряване, а в металургията - за топене на метали.Променливите токове се разделят на синусоидални и несинусоидален. Ток, който се променя според хармоничен закон, се нарича синусоидален:

i = Im sin ωt,

С него се характеризира скоростта на промяна на променливия ток, определена като броя на пълните повтарящи се трептения за единица време. Честотата се обозначава с буквата f и се измерва в херци (Hz). По този начин текущата честота в мрежа от 50 Hz съответства на 50 пълни трептения в секунда. Ъгловата честота ω е скоростта на промяна на тока в радиани за секунда и е свързана с честотата чрез проста връзка:

ω = 2πf

Постоянни (фиксирани) стойности на постоянен и променлив токобозначават с главна буква I нестабилни (моментни) стойности - буквата i. Обикновено положителната посока на тока се счита за посоката на движение на положителните заряди.

Това е ток, който се променя според синусния закон с времето.

Променливият ток също се отнася до тока в конвенционалните еднофазни и трифазни мрежи. В този случай параметрите на променливия ток се променят по хармоничен закон.

Тъй като променливият ток варира с времето, простите методи за решаване на проблеми, подходящи за вериги с постоянен ток, не са пряко приложими тук. При много високи честоти зарядите могат да претърпят колебателно движение - да преминават от едно място във веригата към друго и обратно. В този случай, за разлика от веригите с постоянен ток, токовете в последователно свързани проводници може да не са еднакви. Капацитетът в променливотоковите вериги засилва този ефект. Освен това, когато токът се променя, възникват ефекти на самоиндукция, които стават значителни дори при ниски честоти, ако се използват намотки с висока индуктивност. При относително ниски честоти променливотоковите вериги все още могат да бъдат изчислени с помощта на , което обаче трябва да бъде съответно модифицирано.

Верига, която включва различни резистори, индуктори и кондензатори, може да се третира така, сякаш се състои от обобщен резистор, кондензатор и индуктор, свързани последователно.

Нека разгледаме свойствата на такава верига, свързана към синусоидален генератор на променлив ток. За да формулирате правила за изчисляване на променливотокови вериги, трябва да намерите връзката между спада на напрежението и тока за всеки от компонентите на такава верига.

Играе напълно различни роли в AC и DC вериги. Ако, например, електрохимичен елемент е свързан към веригата, кондензаторът ще започне да се зарежда, докато напрежението върху него стане равно на ЕРС на елемента. След това зареждането ще спре и токът ще падне до нула. Ако веригата е свързана към генератор на променлив ток, тогава в един полупериод електроните ще изтичат от лявата плоча на кондензатора и ще се натрупват вдясно, а в другия - обратно. Тези движещи се електрони представляват променлив ток, чиято сила е еднаква от двете страни на кондензатора. Докато честотата на променливия ток не е много висока, токът през резистора и индуктора също е еднакъв.

В устройствата, консумиращи променлив ток, променливият ток често се коригира от токоизправители, за да се получи постоянен ток.

Проводници на електрически ток

Материалът, в който тече ток, се нарича. Някои материали стават свръхпроводими при ниски температури. В това състояние те почти не оказват съпротивление на тока; тяхното съпротивление клони към нула. Във всички останали случаи проводникът се съпротивлява на протичането на ток и в резултат на това част от енергията на електрическите частици се превръща в топлина. Силата на тока може да се изчисли, като се използва секцията на веригата и закона на Ом за цялата верига.

Скоростта на движение на частиците в проводниците зависи от материала на проводника, масата и заряда на частицата, околната температура, приложената потенциална разлика и е много по-малка от скоростта на светлината. Въпреки това скоростта на разпространение на самия електрически ток е равна на скоростта на светлината в дадена среда, т.е. на скоростта на разпространение на фронта на електромагнитната вълна.

Как токът влияе на човешкото тяло?

Токът, преминал през тялото на човек или животно, може да причини електрически изгаряния, фибрилация или смърт. От друга страна, електрическият ток се използва в интензивното лечение за лечение на психични заболявания, особено депресия, електрическа стимулация на определени области на мозъка се използва за лечение на заболявания като болестта на Паркинсон и епилепсия, пейсмейкър, който стимулира сърдечния мускул с импулс ток се използва при брадикардия. При хората и животните токът се използва за предаване на нервни импулси.

Съгласно правилата за безопасност минималният ток, възприеман от човека, е 1 mA. Токът става опасен за човешкия живот, започвайки от сила от приблизително 0,01 A. Токът става смъртоносен за човек, започвайки от сила от приблизително 0,1 A. Напрежение под 42 V се счита за безопасно.

Днес е трудно да си представим живота без такова явление като електричество, но човечеството се научи да го използва за собствените си цели не толкова отдавна. Изследването на същността и характеристиките на този специален вид материя отне няколко века, но дори и сега не можем да кажем с увереност, че знаем абсолютно всичко за него.

Понятието и същността на електрическия ток

Електрическият ток, както е известно от училищните курсове по физика, не е нищо повече от подредено движение на всякакви заредени частици. Последните могат да бъдат или отрицателно заредени електрони, или йони. Смята се, че този тип материя може да възникне само в така наречените проводници, но това далеч не е вярно. Работата е там, че когато някакви тела влязат в контакт, винаги възниква определен брой противоположно заредени частици, които могат да започнат да се движат. В диелектриците свободното движение на едни и същи електрони е много трудно и изисква огромни външни сили, поради което казват, че те не провеждат електрически ток.

Условия за съществуване на ток във веригата

Учените отдавна са забелязали, че този физически феномен не може да възникне и да продължи дълго време сам. Условията за съществуване на електрически ток включват няколко важни разпоредби. Първо, това явление е невъзможно без наличието на свободни електрони и йони, които действат като предаватели на заряд. Второ, за да могат тези елементарни частици да започнат да се движат по подреден начин, е необходимо да се създаде поле, чиято основна характеристика е потенциалната разлика между всички точки на електротехника. И накрая, трето, електрическият ток не може да съществува дълго време само под въздействието на силите на Кулон, тъй като потенциалите постепенно ще се изравнят. Ето защо са необходими определени компоненти, които са преобразуватели на различни видове механична и топлинна енергия. Те обикновено се наричат ​​източници на ток.

Въпрос за текущи източници

Източниците на електрически ток са специални устройства, които генерират електрическо поле. Най-важните от тях включват галванични клетки, слънчеви панели, генератори и батерии. характеризиращи се с тяхната мощност, производителност и време на работа.

Ток, напрежение, съпротивление

Както всяко друго физическо явление, електрическият ток има редица характеристики. Най-важните от тях включват неговата якост, напрежение на веригата и съпротивление. Първият от тях е количествена характеристика на заряда, който преминава през напречното сечение на определен проводник за единица време. Напрежението (наричано още електродвижеща сила) не е нищо повече от величината на потенциалната разлика, поради която преминаващ заряд извършва определено количество работа. И накрая, съпротивлението е вътрешна характеристика на проводника, показваща колко сила трябва да изразходва зарядът, за да премине през него.