Jeszcze raz o prądzie elektrycznym cz.13

Ilościowa okresowość prądu w półkonturze.

W tym wykładzie zajmiemy się ilościową analizą jednego pełnego obrotu półkonturu w strumieniu magnetycznym, tj. w strumieniu elektrin.

Gdy aktywny odcinek l zajmuje wyjściowe położenie w płaszczyźnie K-L, prąd w półkonturze nie płynie, a więc napięcie i natężenie są równe zero. Przy obrocie półkonturu na mały kątj (w położenie 1) w wierzchołku A₁ zaczyna formować się wir, a gdy pókontur wykona obrót jeszcze o kąta (położenie 2), to w oddziaływanie ze strumieniem magnetycznym (założyliśmy, że on jest jednorodny i nie wychodzi za kraj przestrzeni międzybiegunowej) wchodzi również wierzchołek B.

Od tego momentu, po wykonaniu obrotu na kąt (a +j), półkontur przechodzi w przestrzeń stabilnego formowania wira, i stan ten trwa tak długo, aż półkontur nie osiągnie położenia 3, a więc na drodzeb =p – 2(a +j). Dla uproszczenia analizy przyjmiemy, że kątya ij są równe po 10°, a więc kąt stabilnego formowania wiru wynosi 140°.

Przy dalszym obrocie, aktywny odcinek wychodzi z magnetycznego strumienia. Kiedy wierzchołek B półkonturu, osiągając punkt 4 wychodzi z oddziaływania ze strumieniem magnetycznym, wierzchołek A₁ znajdzie się na linii K-L i półkontur całkowicie wychodzi ze strumienia magnetycznego. Napięcie i natężenie prądu równa się zero. Zakończyło się przejście przez północną połowę międzybiegunowej przestrzeni. Przerwał się prawoskrętny wir.

Drugi półobrót półkonturu zaczyna się tak samo jak i pierwszy i towarzyszą mu te same oddziaływania ze strumieniem magnetycznym, z tą tylko różnicą, że teraz formuje się lewoskrętny wir w południowej części międzybiegunowej przestrzeni.

Nie będzie trudnym ustalenie czasowych interwałów między najważniejszymi położeniami półkonturu w każdym półobrocie, ponieważ znamy kątowe interwały między nimi. Jeśli na połowę obrotu tracimyt = 1*10^-2 s, to na każdy stopień obrotu półkonturu traci się:

Dt =t/180° = 5,5555555*10^-5 s/stopień                                                                 [2.84]

Jałowy ruch półkonturu w początkowej fazie obrotu, od położenia w pozycji poziomej do osiągnięcia położenia 1, zajmuje czast₁ =j*Dt = 5,555*10^-4 s. Taki sam czas zajmuje proces wejścia na stabilne formowania wiru, tj. przejście z położenia 1 do położenia 2:t₂=t₁ =j*Dt. Lwinną dolę czasu traci się na stabilne formowanie wiru, między położeniami 2 i 3 :t₃=a*Dt. = 7,777*10^-3 s, co wynosi 77,7% odt. Przejście od położenia 3 do położenia 4 równa się przejściu od położenia 1 do położenia 2:t₄ =t₂.

Wychodząc z powyższych wielkości możemy zbudować grafik prądu zmiennego w funkcji czasu lub kąta obrotu ramki

Z analizy tego grafika widać, że w nim sinusoidą nawet nie pachnie!!!

Porcja prądu między położeniami 1-4 to prawoskrętny wir, a między punktami 1′-4′ – lewoskrętny. Jeśli przeanalizować obrót ramki, a nie półkonturu, to takich par będzie dwie za jeden obrót.

Jeśli zamiast pierścieni odbierających prąd, zastosować komutator, to nastąpi rozdzielenie porcji prądu formujących się w północnej części mędzybiegunowej przestrzeni od porcji formujących się w południowej przestrzeni. Pierwsza szczotka zdejmuje tylko porcje prawoskrętnego prądu, a druga lewoskrętnego. Obie szczotki zdejmują prąd stały, ale ich kierunki obrotu są przeciwne. Różnice stałych prądów generatora zauważono już dawno i dlatego pierwszy z nich nazywano dodatnim, a drugi – ujemnym.

Nie przedstawia trudności zauważyć, że przy stałej częstości obrotowej rotora, moc wirującego półkontura można wyznaczyć z własności magnesu. W analizowanym przez nas konkretnym przypadku elektryczna moc jednego międzyatomowego kanału magnesu wynosi W_k = -1,244161*10^-19 W, a pełna moc międzybiegunowej przestrzeni wynika z ilości międzyatomowych kanałów N_k = a^2/a_m^2 = 8,31564*10^15 ze wzoru:

W₁ = N_k*W_k = -1,0345997*10^-3 W

gdzie: a² = 4*10^-4 m^2 – powierzchnia bieguna magnesu.

Ta moc, jest cyrkulacyjną mocą dwóch strumieni magnetycznych jednakowych magnesów. My już wiemy, że tą moc tworzy odpowiednia ilość elektrino N₄, formujących wspólny potok:

N₄ = W₁*t_jed./э*j_Fe = 2,6148933*10^22

Wynika logiczne pytanie: jeśli taka ilość elektrino zdejmuje się się ramką, kręcącą się z częstotliwością f, ze strumienia magnetycznego, transformuje się w prąd i w tej postaci uchodzi z generatora do odbiorcy, to jak wyjaśnić niewyczerpalność stałego magnesu? Odpowiedź na to pytanie jest jednoznaczna – magnes stały, będący lokalnym układem, bez przerwy uzupełnia oddaną ilość elektrino pobierając ją z fonowego układu, jakim jest pole magnetyczne ziemi.

Uwzględniając powyższe, staje się zrozumiałym, że moc generatora na magnesach stałych jest funkcją tak kołowej częstotliwości ramki zdejmującej prąd, jak i prędkości relaksacji strumienia elektrino między biegunami magnesu. A jeśli tak, to wynikają nowe pytania, mające życiowo ważne znaczenie. Na przykład: jeśli odtwarzalność elektrinowego strumienia jest na tyle wysoka, że pozwala w n razy zwiększyć kołową częstotliwość rotora, to z tego wynika, że istnieje możliwość w n raz zwiększyć moc generatora, ale to wymaga budowy maszyn elektrycznych na graniczną częstotliwość f’ = n*f. Wymaga to jednak specjalnych badań.

Ważnym technicznym pytaniem, nie mającym wyjaśnienia w obowiązującej teorii, jest pytanie o istotę prądów reaktywnych. Wszyscy użytkownicy energii elektrycznej dobrze znają skutki braku mocy generatora zasilającego układ maszyn. A co się dzieje w odwrotnej sytuacji: gdy generator wytwarza więcej prądu, niż potrzebują odbiorcy?

W tym przypadku, niewykorzystany prąd wraca do generatora w postaci reaktywnego prądu. dochodzi do początkowego punktu swojego półkonturu i przechodzi w bezpośredni prąd. Po całym obwodzie formuje się skierowany w przeciwne strony ruch dwóch wirów – bezpośredniego i reaktywnego. Fizyczny sens tego zjawiska, to dynamiczne nagromadzenie prądu elektrycznego w zewnętrznym obwodzie, co jest możliwe do pewnej krytycznej wielkości.

W kilkunastu odcinkach starałem się przedstawić czytelnikom rzeczywisty fizyczny sens pola magnetycznego i jego wzajemne oddziaływanie z przewodnikiem i ramką. Ustalone przez nas i nieznane do tej pory detale zjawiska, wymagają przeglądu i przemyślenia istoty (sensu) wszystkich elektrycznych, elektrochemicznych, magnetycznych, elektrotechnicznych i radiotechnicznych procesów, które już dawno zostały opanowane przez ludzkość empirycznie.

To jest niezbędne dla doskonalenia sposobów wykorzystywania zjawisk elektrycznych we wszystkich sferach praktycznej działalność człowieka.

Na zakończenie.

Jeden z czytelników zadał mi następujące pytanie:

Wszystko ładnie , ale w pańskim modelu generatora nie da się uzyskać napięcia i prądu sinusoidalnego. To jak "oni" to robią ?

http://electrino.nowyekran.pl/post/59405,jeszcze-raz-o-pradzie-elektrycznym-cz-12#comment_446481

Oni to robią dokładnie tak jak szulerzy, którzy proponują Panu grę w trzy karty. Karta , którą Pan szuka jest zawsze tam, gdzie Pan jej nie szuka.

Sinusoida to tylko sztuczka oscyloskopowa. W rzeczywistości żadnej sinusoidy nie ma, bo być nie może, o czym się Pan już przekonał.

Nie ma żadnych prądów dodatnich i ujemnych. Nie ma żadnych zmian kierunków, w których płynie prąd.

Prąd płynie zawsze w jednym kierunku, pakietami, które mogą zmieniać kierunek wirowania. Prąd przemienny, to taki prąd, w którym zmieniają się kierunki wirowania pakietów. W jednym pakiecie – "pod przewodnik", a w drugim – "nad przewodnik."