Jeszcze raz o prądzie elektrycznym cz. 11

Po przeczytaniu poprzedniego odcinka o prądzie, jeden z czytelników pytał mnie o wielkość tej siły, która przeciwdziała ruchowi przewodnika w głąb przestrzeni między biegunami magnesów.

 

Dzisiaj otrzyma na to swoje pytanie odpowiedź.

 

Wir dookoła przewodnika, który całkowicie wszedł w strumień magnetyczny.

 

Przesuwamy przewodnik wgłąb magnesów jeszcze o odcinek równy jego promieniowi i zatrzymujemy w takim położeniu, kiedy pierwszy rząd linii siłowych strumienia magnetycznego jest styczny do tylnej powierzchni przewodnika.

 

W takim położeniu, o dolną powierzchnię przewodnika opiera się 2N₃ trajektorii elektrino. Jeśliby strumień magnetyczny składał się z molekuł gazu, to on opływałby przewodnik symetrycznie z dwóch stron, łącząc się nad nim i kontynuowałby ruch pionowo do góry. Jednak nasz strumień magnetyczny składa się z naładowanych dodatnio cząstek, które "opływają" ujemnie naładowane ciało.

 

Gdy przewodnik był w pozycji opisanej w pkt.5 wszystkie elektrino "opływały" go tylko z frontalnej strony, a wir obracał się tylko w "dodatnim" kierunku (przeciwko ruchowi wskazówek zegara). W rozpatrywanym aktualnie przypadku, N₃ trajektoriom "opływającym" przewodnik z przodu, przybyło jeszcze N₃ trajektorii idących na "opływanie" przewodnika od tyłu i gotowych formować wir z obrotem skierowanym przeciwnie, tj. zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

 

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że nastąpił moment, w którym przewodnik wszedł w strumień magnetyczny tylko do połowy. W nowej elektrodynamice, nami ustalono, że niższa warstwa wira obraca się dookoła przewodnika w odległości równej a/2 od niego, gdzie a – odległość międzyatomowa.

 

Dla przewodnika z miedzi mamy:

 

a_Cu = (m_Cu/r_Cu)^-1/3= (11,662871*10^-30)^-1/3 m^3 = 2,2671*10^-10 m

 

u(Cu) = 2v_s(Cu)/a_Cu = /2,0914*10^19 m*s^-1

 

gdzie: u(Cu) – orbitalna prędkość elektrino pierwszej warstwy wira dookoła przewodnika z miedzi.

 

F_э(Cu) = m_э*u(Cu)*n_jed = -1,4338*10^-16 , N

 

gdzie: F_э(Cu) – siła orbitalnego ruchu elektrino.

 

Kiedy przewodnik z ustabilizowanym wirem o takiej dynamice, wchodzi w strumień magnetyczny, to po jego tylnej stronie porusza się międzybiegunowy potok, posiadający inną dynamiczną charakterystykę.

 

Prędkość elektrino w tym potoku , na podejściu do powierzchni przewodnika, w odległości b/2 od powierzchni bieguna, wynosi v_m , a ich siła wynosi F_z :

 

v_m = 2*vs(Fe)/b = -4,7874*10^12 m*s^-1

 

F_z = m_э*v_m*n_jed = -3,2821112*10^-23 , N

 

Gdy porównamy dynamiczne charakterystyki wira i potoka to zauważymy, że przy ich zderzeniu wzdłuż tylnej powierzchni przewodnika, wyznaczająca rola należy wirowi, a to znaczy, że wsteczny potok elektrino jest wirem przepchnięty pod przewodnikiem na jego frontalną stronę i kierunek obrotów wira nie zmienia się.

 

Przy tym, zagęszczenie trajektorii elektrino po frontalnej stronie wzrasta, a więc wzrasta opór strumienia magnetycznego przeciwko ruchowi przewodnika. Tak właśnie, bez żadnych zmyśleń odkryłem przed polskimi czytelnikami fizyczny sens reguł Lenza i Lorentza. Siła strumienia magnetycznego, przeciwdziałająca ruchowi przewodnika, F_m , także była ustalona eksperymentalnie i po dzisiejszy dzień nie ma wyjaśnienia w starej teorii. Jej postać:

 

F_m = i*l*B             [2.75]

 

gdzie: l – długość aktywnego odcinka przewodnika.

 

W ramkach nowej teorii ta siła jest opisana następującym równaniem:

 

F_m 1/2*(a*э^2/a_m) *p*k_m*w_k*N_k*t_jed    [2.76]

 

(a*э^2/a_m)  – siła wzajemnego odpychania pary elektrino w wirze.

 

Przy tym, w empirycznym równaniu, w miejsce i trzeba podstawiać i_m , to jest pełny prąd międzybiegunowej przestrzeni.

 

i_m = k_m*w_k*N_k*э = k_m*w_k*э*S/a_m^2                [2.77]

 

Dla analizowanej pary magnesów i_m = 2,8999384*10^5 , A.

 

Wprowadzając w równanie [2.75] zamiast i , jego znaczenie z równania [2.77] otrzymamy:

 

F_m = k_m*w_k*N_k*э*l*B = 4,3499076*10^-2 , N [2.78]

 

a podstawiając wartość liczbową w [2.76] znajdujemy:

 

F_m =a*э^2*p*k_m*w_k*N_k*t_jed /2*a_m      = 4,295262*10^-2  [2.79]

 

Chcąc wyliczyć straty energii na jedno przejście przewodnika przez strumień magnetyczny między biegunami, należy siłę F_m pomnożyć na drogę, którą z takim wysiłkiem pokonuje przewodnik, tj. na szerokość magnetycznego strumienia, a. Biorąc do uwagi, że długość aktywnego odcinka l = b, to dla F_m z równania [2.78] otrzymamy:

 

E_m = F_m*a = K_m*э*w_k*N_k*S*B = 8,6998152*10^-4 , J

 

Możemy tą energię wyliczyć również drugim sposobem, korzystając z tego, że potrafimy wyliczyć liczbę kanałów międzyatomowych N_k = a*b/a^2_m z równania [2.79] otrzymamy:

 

E_m = (a^2*b/a_m^3)*a*э²*p*k_m*w_k*t_jed/2 = 8,590524*10^-4 , J

 

Oczywiście, mnożnik (a^2*b/a^3_m) jest stosunkiem międzybiegunowej objętości przestrzeni do objętości elementarnej komórki magnesu. w ogólnym przypadku można pisać a*b*c/a_m^3– gdzie c – odległość między biegunami magnesu.

 

 

Szanowni Czytelnicy mojego bloga!

 

W taki właśnie sposób, bez filozofii, ontologii, epistemologii, metafizyki, tautologii i traumatologii, zakazów Pauliego, dogmatów i formalizmów, stochastyki, równań Schredingera, hamiltonianów, funkcji falowych, operatorów gęstości, wektorów stanu, macierzy, liczb urojonych i urojeń liczbowych, zasad nieoznaczoności i stanów mieszanych, Kopenhagi i Nielsa Bohra, bez Einsteina i Diraca, Bohma, Penrose, Shipova, Smolina, Gabora, Einego, Jadczyka, SNAFU, Barbie, Turystyki, Kierdela, rzecha, a więc bez STW, OTW i QM, (itd., itp.), oraz bez jakichkolwiek innych zmyśleń, ale za to, z absolutną dokładnością i pewnością, odkryłem przed polskim czytelnikiem sens fizyczny magnetyzmu i pryncyp generowania prądu elektrycznego czyniąc absolutnie zrozumiałym, dlaczego prąd płynie i w jakim kierunku.

 

Od teraz nikt już chyba nie wątpliwości, że elektrino jest kwantem magnetyzmu, a fakt, że nie zawracaliście sobie do tej głowy takimi zmyśleniami jak STW, OTW i QM świadczy o tym, że macie zdrową świadomość.