Реферати українською » Математика » Теорія електричного струму


Реферат Теорія електричного струму

Сизов Володимире Петровичу

Сучасне уявлення електричного струму.

Сьогодні вважається, що електричний струм це спрямоване рух заряджених частинок – тобто рух електронів. У кожному підручнику описано класичне поняття електричного струму, приводити його немає сенсу. У той поняття не вкладаються деякі електричні явища приклади.

Немає рішення з погляду класичного визначення електричного струму наступна завдання. Струм проходячи через свинцевий запобіжникпережигает його. Знайти швидкість руху електронів в запобіжнику. Нам дано: матеріал з яких зроблено запобіжник – свинець. У довідниках ми можемо подивитися температуру плавлення свинцюТпл знаємо кімнатну температуру коли він перебуває запобіжникТком. Різниця цих температур це і є бажана температура яку треба нагріти запобіжник

>Тиск.

>Тиск=Тпл-Тком

>Q =ТискmC+m (Дж)

Де:m- маса запобіжника

З- питоматеплоемкость свинцю

- плавлення свинцю

Відповідно таку ж роботуQ1=Q роблять і електрони які мають електричний струм.

>Q1=mеV2k/2

Де:mе- маса електрона.

V- швидкість електрона.

>k- кількість електронів.

Знаючи що у класичного визначення струму у процесі бере участь лише одне електрон від кожної атома, тоk-количество атомів свинцю в запобіжнику. За позитивного рішення це завдання V виходить просто позамежна. Враховуючи те, що електрони рухаються дотично до ядру атома, а чи не потрапляють у нього перпендикулярно. Можна зробити припущення, що усе ж електричний струм це рух електронів, що то інше.

2. Явищепьезоеффекта важко пояснити з погляду електричного струму. Неможливо пояснити і з механічне вплив на об'єкт викликає електричний струм. І зворотний процес, електричний струм деформує об'єкт.

3. У промисловому виробництві використовується електрозварювання. На початку зварювання в останній момент контакту електрода зісвариваемим предметом, коли електрична дуга не засвітиться. По зварювальним кабелям тече максимальний електричний струм. Так в цей короткий момент кабелі починаютьдвигаться-дергаться. Пояснити це явище з погляду класичної теорії електричного струму також неможливо.

4. З іншого боку неможливо пояснити явище статичного електрики. Принатирании вовниянтарем і бурштин і шерсть єдиелектриками.

Теоретичне припущення.

Можливо електричний струм це упорядкований рух електронів, а упорядкований рух ядер атомів речовини яке проводить електричний струм.

Спробуємо обгрунтувати це припущення.

Нехай електричний струм це упорядкований коливання ядер атомів провідника.

Ядро атома при вплив електричного струму

За відсутності електричного струму ядро почиває центрі атома, а при вплив електричного струму починає обертатися. До того ж якщо струм тече по провідника від вас, то ядро обертається по годинниковий стрілці, а при перебігу струму на вас, проти годинниковий.

Ця гіпотеза легко пояснює таку явище як магнетизм. Розглянемо схематично найпростіший стрижневою магніт.

Припустимо для простоти, що стрижневою магніт має один виток дроти. У правом дроті струм йде ми, а лівому дроті на нас. Відповідно праве ядро атома провідника обертатиметься по годинниковий стрілці, а ліве ядро провідника проти годинниковий. В усіх життєвих атомах стрижневого магніту ядра змістяться в гору. Відповідно, у горі буде P.S в низу N. Припропадании електричного струму ядра знову займуть своє становище. Відповідно зворотний процес. При внесенні постійного магніту в котушку атоми ядер провідника починають розкручуватися залежно від полярності магніту у той або ту бік. Цю гіпотезу свідчить і інший електротехнічний досвід.

Колиферромагнитний стрижень намотати наприклад 100 витків дроти, потім той самий самий провід перегнути і намотати у бік самі 100 крученийков цього ж дроти, то опір такий індуктивності буде нескінченним по перемінному току.

Відповідно ядро у правому провіднику обертатиметься по годинниковий стрілці, а лівому провіднику те по годинниковий стрілкою і усунення ядер атомів встержневом магніті не відбудеться.

Цю гіпотезу при нагоді підтвердить інший складніший електротехнічний досвід.

Візьмемо звичайнийсоленоид.Подвесим його за нитки у таку становище, що й нею подати струм, з вимогою, що всоленоиде магнітне полі буде перпендикулярно магнітному полю землі. Це робиться здобуття права магнітне полі землі впливало для проведення досвіду. Отже ми можемо розгойдати цейсоленоид до практично будь-який амплітуди.Переменное напруга подаване насоленоид природно має збігатися із частотою качаннясоленоида. Цей досвідприведен малюнку нижче.

Розгойдуваннясоленоида наслідок те, що, під час подачі нею струму все ядра атомівсоленоида одночасно зрушуються у один бік, відповідно виникає імпульс, ісоленоидкачнется ж бік, куди й піде рух цих ядер.

За першого імпульсі колисоленоид максимально відхилиться, почне у бік й у час його проходження точки спокою слід відключити струм. Ядра атомів повернуться на своє попереднє місце вербсоленоиде знову виникне імпульс лише у зворотний бік. Відразу після проходженнясоленоидом точки спокою слід знову подати нею струм лише зворотної полярності, а під час проходженнясоленоидом точки спокою у напрямі цей струм відключити.

Отжесоленоид можна розгойдати до будь-який амплітуди.

Цей ефект дуже добре чути. Якщосоленоид встановити вертикально і нею перемінний електричний струм, ви почуєте гудіння. Те їстьсоленоид коливається в гору в низ.Колеблется разом з тієї частотою з яким подається нею змінне напруга. Власне інженерна завдання зводиться до того що, щоб змуситисоленоид коливатися над віх в низ одному місці, а що він коливався в гору в гору в гору.

Можна навести ще одне приклад зі шкільної навчальної програми. Відомий всім досвід по притяганню іотталкиванию між собою провідників. Досвід у тому, коли з двом паралельним лідерів пропустити струм щодо одного напрямі, то провідники будуть притягатися між собою. Якщо ж струм із них йде на різних напрямках, всі вони відштовхуються між собою. Весь фокус у тому, що провідники мають обов'язково харчуватися від джерела струму, інакше досвід не вдається, чи вдається частково.

Ця теорія підтверджено і іншим досвідом, складнішим. Візьмемополнотелий металевий кулю зферромагнетика.Намотаем нею дві перпендикулярні обмотки Проте й У. На ці обмотки подамо різні перемінні напруги зсунуті друг щодо друга на 90 градусів. До того ж, якщо напруга на обмотку Асинусоидальним, тобто позитивні й негативні імпульси однакові. Те напруга на обмотку У матиме велику позитивну складову, а негативна складова дорівнюватиме підлозі періоду обмотки А. Малюнокнамотки на кулюприведен нижче. І тут можна змінювати вагу кулі не змінюючи його маси.

Усі ядра атомів кулі рухатимуться у тому кулі у гору в низ, а площині по фігуріЛистажу. І це приведено нижче.

Отже у самому кулі з'явиться сила спрямована в гору. Сам кулю або втратить вагу або почне з прискоренням в тугіше бік.

Це спостерігається включення силового трансформатора. При включенні трансформатор починає гудіти, тобто коливатися в гору й у низ. Коливання силового трансформатора ж личить отак ж відчути торкнувшись його рукою. Ви відчуєте його вібрацію. Поданий вище досвід практично повторює силовий трансформатор. Тільки коливання кулі не відбуваються у гору в низ одному місці а коливаються в гору в гору в гору. Такий процес добре видно при катанні дітей наскейтборде. Дитина може, розпочати рух не відштовхуючись немає чого, а різко переміщуючи масу свого тіла до однієї бік, й поволі повертаючи їх у вихідну точку. У цьому відбувається спрямування заданому напрямі. Тут практично представлена модельскейтбордиста, лише у мікросвіті.

>Проведенний експеримент показує принизливий ККДбезопорного двигуна, загалом приблизно 7%. Є можливість підняти ККД двигуна змінивши напруги що подаються на обмотки кулі. Коли обмотку А подаватися те зміннесинусоидальное напруга, то, на обмотку У подаватиметьсяпилообразносинусоидальное напруга за частотою вдвічі що перевищує частоту подавану на обмотку А.Поясняющий малюнок нижче.

Частота подана на обмотку А.

Частота подана на обмотку У.

І тут ККД зростає значно. А ядро атома рухатиметься по фігуріЛистажуприведенной нижче

Коли дивитися на рух атома по фігуріЛистажу, то рух відбуватиметься за наступним точкам показаним малюнку вищеА-С-В-А-Д-В-А. До того ж на відтинкахА-С-В іА-Д-В рух без прискорення, то, на відрізкуВ-А рух з прискоренням. Збирається установка визначення ККД.

Це можна використовуватиме видобутку рідкісноземельних та коштовних металів, переміщення у просторі тощо. тощо.

Список літератури

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайтуsciteclibrary/


Схожі реферати:

Навігація