Secretos del electromagnetismo

Doctrina del electromagnetismo. criticado por mucho tiempohablando de él: incomprensible, complejo, contradictorio.

De hecho, hay alrededor de un centenar de paradojas en él. Sin embargo, su análisis teórico, por así decirlo, teorización, refinamiento, a pesar de la utilidad de tal lección, a veces todavía huele a algo del gabinete, especulativo. En tales casos, uno involuntariamente quiere preguntar: ¿hay algo nuevo en la práctica, en los experimentos, que pueda sorprender incluso a los teóricos más experimentados?

Debo decir que los experimentos inusuales, sin embargo explicables dentro del marco de la doctrina existente, pueden contarse con una docena. Entre ellos hay quienes finalmente abren el camino a una nueva electrodinámica: clara, simple y lógica, desprovista de paradojas.

Hablemos de ambos. Apariencia extremadamente espectacular "motores" en el que entre los electrodos, donde está conectado el alto voltaje, una variedad de objetos rotan frenéticamente. Una de esas ruedas fue construida por Franklin. El principio de su funcionamiento es muy simple: las cargas, repelidas por las fuerzas de Coulomb, fluyen desde los electrodos al rotor.

Un experimento con una tubería de metal a la que se suministra corriente es curioso. Como saben, en la cavidad de cualquier objeto metálico que esté bajo voltaje, no hay campo eléctrico. Entonces, si coloca un cable a tierra dentro de la tubería, su capacidad eléctrica aumentará. Por qué ¿Cómo “nota” una tubería que tiene un cable adentro? Resulta que su cola, la que se une a la tierra, ingresa al campo eléctrico externo y, como una bomba, extrae las cargas necesarias en el cable.

No hay física "nueva" en estos fenómenos. Muchas más reservas para su construcción están llenas de un campo magnético. Hubo un tiempo en que se escribió bastante sobre las obras de R. Sigalov. Los físicos de Ferghana lograron rastrear el comportamiento de los "rincones" con las corrientes.

Dos conductores que forman un ángulo pueden mover la estructura, haciéndolo por su cuenta. Parecía que un nuevo fenómeno era evidente, pero tras un examen cuidadoso resultó que las conocidas fuerzas de Lorentz trabajan aquí y que todo se explica por leyes bien conocidas. Y aunque los científicos no encontraron la novedad física aquí, lograron crear varios diseños sorprendentes, previamente desconocidos en tecnología.

La situación con los soportes magnéticos es más interesante. Si los mismos polos de dos imanes permanentes se giran entre sí, entonces no habrá campo magnético en la brecha; esto se deduce de un curso de física de la escuela primaria. Pero si se coloca un conductor en este espacio, y los polos se desplazan ligeramente, aparecerá una corriente en el conductor. (Entrevistado, ¿por qué?

Esta paradoja fue descubierta por Buly en 1935. Su explicación es esta: los campos eléctricos siempre se pueden agregar, pero los magnéticos, solo si sus fuentes (imanes, electroimanes) se basan en una plataforma común. La superposición de campos magnéticos, es decir, su superposición, no siempre es posible. Esta conclusión es extremadamente importante para la ciencia y la tecnología; después de todo, a veces la suma teórica en la práctica conduce a resultados incorrectos. Es sorprendente, por cierto, que esto aún no haya sido legalizado por libros de referencia y libros de texto.

La experiencia de Grano es interesante. Si está en mercurio, a través del cual pasa la corriente, arroje un clavo, cuñas de cobre. aserrín, luego se sumergirán en metal líquido y comenzarán a moverse en la dirección donde se ve el extremo romo. Y aquí las mismas fuerzas de Lorentz parecen estar funcionando.

Desde las superficies cónicas de los extremos puntiagudos del filamento actual, salga (o entre) perpendicular a estas superficies. En el campo magnético de la corriente que fluye en mercurio, se aplica una fuerza a estos filamentos perpendicular a la dirección de su flujo; así es como se saca la cuña. Entonces Tom Sawyer disparó huesos de cereza, apretándolos con los dedos.

La paradoja de Grano.Un cilindro de cobre colocado en mercurio con una corriente que lo atraviesa comienza a moverse hacia adelante con esa cara final, cuyo área es más grande.

Finalmente, dos experimentos más inusuales. Y son ellos, en nuestra opinión, los que hacen posible hablar sobre un nuevo enfoque. Esto se refiere al trabajo del físico de Tomsk G. Nikolaev, que causó sensación en la electrodinámica. Después de muchos años de investigación teórica, Nikolaev llegó a la conclusión de que, además del conocido, debería haber otro segundo campo magnético desconocido, y construyó muchos modelos en los que mostró claramente cómo se manifiesta este segundo campo.

Aquí está una de las descripciones de una experiencia "simple". Un puente flotante hecho de material conductor de electricidad se coloca en los baños con electrolito. Una corriente eléctrica pasa a través del circuito "baño - puente - baño". Paralelamente al puente, se coloca otro conductor: un autobús, a lo largo del cual también fluye la corriente, solo que mucho más grande. Entonces, tan pronto como el bus se conecta a una fuente de corriente, el puente comienza a flotar. Si las corrientes son unidireccionales, entonces son atraídas, por lo que el puente se eleva exactamente debajo del bus y paralelo a él. Pero no solo eso, el puente también se mueve a lo largo del neumático, deteniéndose exactamente debajo de su centro.

¿Por qué está centrado el puente? Hay algo en que pensar. El propio autor del experimento afirma, en sus palabras, hay una razón, que no solo la fuerza transversal de Lorentz dirigida desde el neumático, sino también la fuerza longitudinal, previamente no vista por nadie, actúa sobre el conductor flotante.

Si lo llama "la fuerza de Nikolaev", entonces los físicos holandeses y de Tomsk garantizan que no hay fuerzas "secundarias" con las que se encuentren. Durante dos siglos, los físicos han sido atormentados, en absoluto. Dos corrientes actúan entre sí por fuerzas centrales dirigidas exactamente a lo largo del radio entre ellas.

No notaron la fuerza de Nikolaev solo por negligencia, sino también porque resultó ser superfluo en la descripción teórica "terminada". Si necesitas reflexionar sobre experiencias de Nikolaev, entonces llega a la conclusión de que dos "piezas" de corriente se afectan entre sí exactamente de la misma manera que dos cargas: en línea recta.

Parece que la experiencia de Nikolaev bien puede ser la experiencia decisiva que abrirá la barrera a una nueva, mucho más simple y verdadera electrodinámica. Sin embargo, esto requerirá otros experimentos.

Es curioso que en 1935, los físicos notaron cómo una muestra superconductora repele un campo magnético "extraño" (el efecto Meissner). Todos sabían que EMF fue inducido solo por un campo magnético alterno, pero aquí es constante. Entonces, dijo F. London, el campo magnético mismo da fuerza.

Demostración del efecto Meissner

Sin comprender la naturaleza de estas fuerzas, los ingenieros se aprovecharon de ellas. Entonces, en 1975, los electricistas de Moscú lograron transferir una corriente dos veces mayor que la habitual a través de un tubo superconductor, creando un campo magnético especial en el área de trabajo.

Sin embargo, el misterio del efecto Meissner prometió demasiado. Después de todo, la apariencia corriente en un superconductor es posible solo cuando aparece una fuerza, lo que significa que la fuerza se crea no por incrementos del campo magnético, según lo dictado por las ecuaciones de Maxwell, sino por el campo mismo. La electrodinámica tendrá que repararse, esto es inevitable, porque debería convertirse en una doctrina común que combine los aspectos más diversos de la realidad real de la ingeniería eléctrica. De hecho, en algunos casos, en particular para los superconductores, dejó de funcionar.

Pero, ¿cómo relacionar directamente el campo magnético en sí y las fuerzas generadas por él? Tan pronto como esta formulación inusual de la pregunta fue aceptada para la acción, se identificaron varias formas de resolverla de inmediato. Aquí hay una función especial y de uso prolongado del potencial vectorial y las corrientes de polarización y la energía del campo magnético.

El problema de la corriente longitudinal y el campo eléctrico creado por ella en procesos magnetostatic ha madurado tanto que incluso han aparecido paráfrasis populares (Okolotin V. Un supertask para superconductores. Nauka, 1983, pp. 115-121).

Parece que este campo ya ha sido descubierto y está comenzando a funcionar en invenciones.La aparición de la cuarta energía eléctrica fortalecerá la ingeniería eléctrica en aproximadamente un tercio. Quizás algo más sea aún más importante: la victoria de una actitud creativa para el negocio de uno. Resultó ser correcto aquellos que creían en las reservas de electromagnetismo, tratando de ponerlas al servicio de las personas.

Me pregunto cuánto se oculta lo desconocido en otras secciones de la física. Probablemente el próximo tesoro esté escondido en la mecánica, en la sección de inercia. Espera y mira.

Vladimir Okolotin

Según los materiales de la revista "Tecnología Juvenil"

Ver también: Motor magnético Minato