23.3.Эксперименты с униполярным генератором. Эффект Аспдена

Особый интерес к экспериментам с униполярным генератором вызван отсутствием в физике убедительного объяснения возникающей в нём э.д.с. Подобные трудности обычно указывают на необходимость учёта эфирных эффектов, так как современная физика полностью исключает их из рассмотрения. В п. 18.11 дана ясная эфирная трактовка появления э.д.с. в униполярном генераторе как результата возникновения обобщённой силы Жуковского в диске, вращающемся в магнитном поле.

С целью сравнения электронной и эфирной теорий проводимости и применения эфирной теории униполярного генератора (п. 18.11) к анализу экспериментальных данных авторы совместно с И.Н. Степановым и В.А. Чижовым сконструировали униполярный генератор и провели с ним ряд экспериментов. В основу конструкции положены идеи униполярной N-машины Брюса де Пальма, см., например: [125, с. 72–75]. Схема этой машины изображена на рис. 13.

Ниже приведено достаточно подробное описание установки и измерений так, что аналогичные эксперименты могут быть вос-

произведены в любой лаборатории.
На медную ось диаметром							, соединённую через изо-
нита.		6.5 [мм]			неподвижно посажены медный диск
лятор с электро			отором,			15 [мм]		15 [умм]		у =
40 [мм]. Медный диск также имеет
толщиной				и вплотную к нему с обеих сторон два маг-
	Каждый магнит имеет толщину								и радиус

радиус .

Подчеркнём, что использование медного диска большего, чем магниты, диаметра приводит к ослаблению генерируемого тока, так как в диске на выступающем за магнит участке возникает противоток из-за изменения направления магнитного поля около боковой поверхности магнита на противоположное.

475

Изменение магнитного поля на противоположное имеет место и на боковых поверхностях отверстия в центре магнита, рис. 13. Такое изменение также ослабляет ток, если снимать его на контакте с осью. Однако данное ослабление тока менее заметно из>-за0 меньшей линейной скорости вращения около оси (225) при .

Рис. 13. Схема N-машины Брюса де Пальмы.

Измерения магнитного поля проводились с помощью магни-

тометра ATE-8702, имеющего погрешность										. До
установки магнитов на ось	определена						величина магнитного
									±0.0001 [Т]
поля при сближении их плоскостей на								. Величина поля в
этом зазоре составила		.	Измерения параллельного оси
					6.5		[мм]
внешних плоскостей магнитов в смонти-
вращения поля вблизи ≈ 0.4	[Т]
рованной с медным диском конфигурации дали											.
Это поле быстро спадает с удалением от						магнита и на расстоянии
									0.34 ± 0.001 [Т]
~7 [см] становится равным	~0.01			[Т]. Перпендикулярное оси
	476

	~0.007	[Т]
вращения поле около плоской и боковой сторон магнита также
мало			. Магнитное поле в месте расположения измери-

тельных приборов близко к нулю. Магнитное поле от электромотора на расстоянии, с которого начинается часть оси, имеющая проводящий контакт с магнитами, пренебрежимо мало. Результаты измерений магнитного поля в неподвижном и во вращающемся с разными угловыми скоростями состояниях установки практически не различаются.

Частота вращения дисков			определялась тахометром DT2234B.
Для	[об/мин]		вращения	| | = 2π/ 60 [рад/с]			,
Величина угловой скорости					связана с частотой	.
измеряемой в		, соотношением| |

повышения надёжности измерений использовались различные цифровые и стрелочные мультиметры, в том числе: UT71E, MAS838, M890G, SP-110. Мультиметр UT71E является 5-разряд-

ным, MAS838 – 3.5-разрядным.

медных проводов сечением 1.5 [мм2] к оси вращения и внешнему обводу медного диска. Сопротивление контактов в месте

Показания приборов снимались с помощью подсоединения

прикосновения к вращающимся элементам установки контролировалось и не оказывало существенного влияния на измерения.

В неподвижном состоянии генератора измерение сопротив-

ления участка цепи между осью и внешней стороной медного

гими мультиметрами с

0.009 [Ом]

диска с помощью мультиметра UT71E дало значение порядка по-

грешности этого прибора – менее

. Измерения дру-

цепи длиной

применением шунтов показали аналогич-

с сечением

0.17 ∙ 10

[Ом∙ м]

2

ную величину. Оценка с использованием табличного значения

удельного сопротивления меди

−9

на участке

0.007 [Ом]

у

даёт

0.08 [м].

контакта щупов

значение

Таким образом, согласно

измерениям и

0.2 [мм ]

теоретическому расчёту, сопротивление

рассматриваемого

униполярного генератора является малым.

Из экспериментов известно, что магнитосопротивление боль~20шинства металлов, в том числе меди, мало при температуре

477

[С0] в постоянном по времени магнитном поле величиной до 2 [Т]. ~0Приращение.01 % сопротивления в таких условиях составляет лишь [121, с. 738, левая колонка, внизу]. Поэтому сопротивление медного диска, находящегося в униполярном генераторе меж-

ду магнитами, остаётся практически таким же, что и вне магнитов. Индуктивное сопротивление, согласно уравнению (213), не влияет на ток в установившемся режиме, когда параметры цепи

перестают меняться во времени (см. также [28, с. 541]).
Таким образом, из-за малости		регистрируемый электри-
	.					= Ж/
ческий ток может сильно зависеть от усопротивления					подсоеди-
( у + )			цепи
нённой к нему последовательно электрической

Цифровые мультиметры обладают особенностью, которую необходимо учитывать при измерении электрического тока в униполярном генераторе. С помощью двух мультиметров, один из которых находится в режиме омметра, а второй в режиме амперметра, можно убедиться, что внутреннее сопротивление циф-

рового амперметра уменьшается с уменьшением чувствительно-
10000,	[10, ,А]		. В результате в режиме				в цепи, со-
сти. Например, в мультиметре MAS838 режимам							,		,		,
105 15 6.4 0.7 [Ом]					10 [А]
	−3	соответствуют		его внутренние		сопротивления
							2	20		200

стоящей только из униполярного генератора и данного цифрового амперметра, будет регистрироваться значительно больший

ток, чем в режиме

.

вращения

с

до

При

увеличении частоты−3

2 [10 А]

измеренные MAS838 в ре-

жиме

напряжение

и ток,

с

200 ± 5

2500 ±

3

,

менялись

линейно

до

25 [об/мин−]

Ж

0.687

0.001

.

2 [10

А]

и с 0.051 0.001 до

0.00400 ± 0.0001

-

Линейная зависимость напряжения от угловой скорости в экспе−3

0.0710 ± 0.0005 [В]

±

±

[10 А]

рименте соответствует полученной вЖп. 18.11 аналитически формуле (226) для э.д.с. Жуковского . Изменение направления вращения приводило к изменению знака напряжения и тока на

478

противоположный. При этом их абсолютные величины различались лишь в третьей значащей цифре.

Сопротивление участка цепи равно отношению измеренных на нём напряжения и тока. Для всех рассмотренных частот вра-

щения оно оказалось равным приблизительно					, что со-
2 [10 А]			MAS838 в		режиме
ответствует внутреннему сопротивлению				100 [Ом]
	То есть сопротивление цепи, состоящей из униполяр-
ного −3генератора.		и цифрового амперметра,	определяется сопро-

тивлением амперметра.

Подчеркнём, что ток в цепи с униполярным генератором может быть очень большим даже при малой э.д.с. Например, в слу-

чае замыкания оси и внешнего обвода униполярного генератора,
	= Ж/ у				0.071 [В] / 0.007 [Ом] =
сопротивление цепи определяется сопротивлением генератора и
10 [А]				2500 [об/мин]
ток			может составлять более
		при частоте вращения			. Однако течению

такого тока может препятствовать повышенное сопротивление на контактах, которые могут хуже «пробиваться» при малом напряжении. На практике в контактах униполярных генераторов применяют жидкие проводники.

Электронная теория проводимости объясняет различные свойства вещества существованием и движением в нём электронов, см., например: [34, п. 147–150; 36, с. 376–378]. В классической электронной теории металлов предполагается, что движение электронов подчиняется законам классической механики Ньютона, взаимодействием электронов между собой пренебрегают, а взаимодействие электронов с положительными ионами кристаллической решётки сводят только к соударениям. Иными словами, электроны проводимости рассматривают как электронный газ, подобный идеальному атомарному газу молекулярной физики [34, с. 336;

36, с. 376].

Приведём экспериментальные факты, показывающие, что электрический ток в медном диске рассматриваемого униполярного генератора не объясняется вращением магнита и не объясняется электронной теорией проводимости.

479

1.Воздействие вращающегося вдоль оси север – юг постоянного магнита с цилиндрически симметричным относительно этой оси магнитным полем считается в физике, которая обобщает опытные факты, эквивалентным воздействию поля неподвижного магнита. Например, такое вращение не создаёт ток в униполярной машине с неподвижным медным диском [127; 157, п. 2, пример 1], не влияет на иголку и на другой магнит [157, п. 3.2], не меняет расположение металлической стружки. Такой эффект можно объяснить тем, что даже при небольшой скорости вращения ток домена в относительно малой области пространства внутри магнита быстро сменяется током другого домена и поле вне магнита, определяемое очень большим количеством доменов, слабо зависит от этой замены. Таким образом, действие магнитного поля во вращающемся

инеподвижном генераторе одинаково. Поэтому вращение магнита не объясняет появление тока в медном диске.

2.Электрический ток нельзя объяснить центробежным эффектом свободных электронов, так как тогда знак тока не зависел бы от направления вращения, а в эксперименте знак тока меняется при изменении направления вращения генератора. Кроме того, простой анализ, проведённый в п. 23.2.1, показывает, что свободные электроны в твёрдом проводнике при отсутствии сильных внешних воздействий могут отклониться от ионов кристаллической решётки лишь на расстояния, меньшие межатомных.

3.Эффект кругового движения электронов вместе с диском также не объясняет появление тока.

До начала вращения электрическое поле отсутствует. Если предположить, что свободные электроны начинают упорядоченно вращаться вместе с диском, то на них начинает действовать магнитная компонента силы Лоренца. Однако магнитное поле препятствует движению

480

заряженных частиц поперёк него из-за возникновения ларморовского вращения под действием магнитной компоненты силы Лоренца (магнитная ловушка). В униполярном генераторе для линейной скорости вращения элек-

тронов вместе с диском ~					поперёк магнитного
поля	0.4		ларморовский	радиус составил бы 7
			5 [м/с]
		что значительно меньше среднего межатом-
		,[Т]			. 1 ∙
ного−11расстояния в меди (см. п. 23.6.1, с. 517). Электроны
10	[м]

втаких условиях оказались бы запертыми магнитным полем в меди и не смогли упорядоченно двигаться в радиальном направлении. Поэтому радиальный электрический ток не должен был бы возникать при вращении. Не должно появляться и отсутствовавшее до начала вращения радиальное электрическое поле, так как по закону Ома оно пропорционально току.

Кроме того, если бы в униполярном генераторе ток переносили электроны в результате какого-то отличного от силы Лоренца эффекта, то при отключении продольного к оси вращения магнитного поля, препятствующего движению электронов по радиусу, наблюдался бы больший ток. Однако выключение магнитного поля не только не увеличивает ток, а, наоборот, уменьшает его до едва заметных значений [167].

Вобщем случае для проверки роли электронов в переносе электрического тока в проводнике можно предложить эксперимент, аналогичный [171, с. 478–480], в котором добиваются значительного уменьшения анодного тока за счёт увеличения магнитного поля. Для проведения такого эксперимента требуется обеспечить возможность создания постоянного магнитного поля разной величины

впоперечном к проводу направлении. Источник э.д.с. следует брать достаточно слабым, чтобы электрический член

481

в силе Лоренца можно было сделать заметно меньше магнитного члена, в котором взята средняя скорость направленного движения электронов, рассчитанная по электронной теории проводимости. Если электрический ток в цепи не будет зависеть от величины поперечного к проводу магнитного поля, то не электроны определяют течение тока, так как, согласно уравнению движения заряда под действием магнитной компоненты силы Лоренца, электрон запирается из-за ларморовского вращения и его движение вдоль провода в слабом электрическом поле значительно затрудняется. Следует ожидать, что предложенный опыт подтвердит эфирный характер электрической проводимости металлов, так как из эксперимента уже известно, что их магнитосопротивление в типичных условиях крайне мало [121, с. 738, левая колонка, внизу].

4.Электрический ток в униполярном генераторе нельзя объяснить законом электромагнитной индукции, так как в рассматриваемой конструкции поток магнитного поля через плоскость замкнутой измерительной цепи (рамки) равен нулю. Более того, эксперимент с рамкой, вращающейся вместе с магнитом и диском (то есть неподвижной

относительно них), показывает возникновение э.д.с. и тока, несмотря на то, что рамка в этом случае не движется относительно поля.

Итак, во вращающемся состоянии генератора в медном диске действует то же магнитное поле, что и в неподвижном состоянии. Возникающий ток нельзя объяснять центробежным движением электронов или их вращением вместе с диском. Закон электромагнитной индукции даёт нулевой ток. Однако электрический ток при вращении наблюдается. Таким образом, электронная теория проводимости не может объяснить появление тока в униполярном генераторе, то есть не электроны являются

482

основным носителем тока. Требуется другая модель для описания механизма данного эффекта.

Теория эфира даёт простое и понятное объяснение возникновению электрического тока в униполярном генераторе. По-

скольку э.д.с. не объясняется движением электронов, то враща-
вала бы, как и в случае				= 0
ющийся диск должен создавать круговое течение эфира с нену-
левой линейной скоростью			, иначе при		э.д.с. отсутство-
	невращающегося диска. Наложение кру-

гового течения эфира на вихревое течение магнитного поля приводит к появлению в радиальном направлении обобщённой силы Жуковского (131), которая создаёт различные давления эфира на оси и обводе диска, возникает э.д.с. Жуковского (226). Появляется сильно завихренное (141) течение эфира в радиальном направлении – электрический ток.

Круговое движение эфира, обусловленное вращением структурных элементов диска, в сочетании с радиальным, вызванным силой Жуковского, образует в медном дискеуниполярного генератора спиралевидное течение эфира. Оценим параметры этого течения.

Измерение напряжения, угловой скорости и магнитного поля позволяет с помощью формулы (226) вычислить значение параметра , описывающего радиальное распределение танген-

циальной скорости эфира	(225). Величина	определяется

структурой материала диска, через который течёт радиальный
поток эфира.		Значение		оказалось равным 1.3 для всего рас-
смотренного диапазона частот вращения
	. Функция			при				на отрезке [200,2500] [об/
близка к линейной. То				есть эфир вращается почти так же, как
мин]			( / )		= 1.3				[0.75,4] [см]
диск. Нелинейность при малых						можно объяснить меньшей ли-
нейной скоростью вращения диска							вблизи оси, при которой кру-

говому движению структурных элементов материала диска становится сложнее вращать эфир со скоростью .

483

Униполярный генератор при

создаёт вихрь в эфире,

так как

,

если

.

Величина магнитного поля, со-

≠ −1

ответствующая этому вихрю, вычисляется по формуле (20)

× ≠ 0

≠ −1

× .

= × ( ) = ×

(314)

Вектор

направлен вдоль оси вращения

в случае плотности

эфира , не

зависящей от координаты вдоль этой оси. Для

,

где – плотность невозмущённого эфира (245), при частоте

0

в

рассматриваемом

~ 0

униполярном генераторе

=

2500 [об/мин]

(см. также п. 23.6.6), что много меньше вели-

чины поля магнитов−4

.

| | ~ 4 ∙ 10

[Т]

Измеренная плотность радиального электрического тока

позволяет найти по формуле (143) скорость эфира в радиальном

направлении

=

.

При частоте

,0получаем

. Ради-

альная

скорость сопо тавима с линейной скоростью вращения

= 2500 [об/мин]

≈ ±3 [м/с]

края диска

при той же частоте

, но при уменьше-

нии

сопротивления цепи (амперметра) радиальная скорость мо-

≈ ±10 [м/с]

жет значительно превышать линейную.

Интересные эксперименты на больш м униполярном генера-

торе с электромагнитом представлены на видео [158]. В этих экс-

периментах при частоте вращения							.	создавался зна-
чительный ток			при	напряжении				Отключение и
					6000 [об/мин]
включение	электромагнита приводило к изменению вырабатывае-
		5000 [А]				1 [В]
мого тока с нуля до			, но практически не влияло на мощ-

5000 [А]

ность потребления электроэнергии мотором, вращающим генератор. Выглядело так, что после повторного5000включения[Вт] магнитного поля из ниоткуда возникала мощность . Такой результат

484

объясняется созданием униполярным генератором устойчивого вихря в эфире, который вследствие закона сохранения вихревого импульса (момента магнитного поля), см. п. 10.2, стремится сохраниться при выключении магнитного поля. В результате при повторном включении магнитного поля требуется значительно меньше энергии от привода для поддержания эфирного вихря5000, создаю[А]- щего при взаимодействии с вихрем магнитного поля ток .

Сохранением вихревого импульса можно объяснить и эксперимент Аспдена [159; 125, с. 69]. В этом эксперименте анализировалась энергия электромотора, затрачиваемая на приведение во вращение массивного магнита. Утверждается, что энергия, необходимая для раскрутки магнита, оказывается в 20 раз больше энергии раскрутки немагнитного материала той же массы и формы, а после остановки и перезапуска системы, не позднее чем через минуту, требуется для раскрутки магнита в 10 раз меньше энергии. К сожалению, авторам не удалось найти подробное описание экспериментов Аспдена, позволяющее их воспроизвести. Тем не менее в п. 23.6.4 экспериментально продемонстрирована возможность создания фантома в эфире.

Эксперименты де Пальмы, Аспдена, Ф.С. Зайцева (п. 23.6.4) и В.В. Чернова (п. 23.10.3) могут быть изучены количественно по методике, изложенной в п. 23.13.3.

23.4.Импульс электромагнитных волн. О двигателе

EmDrive

Наблюдаемый в экспериментах корпускулярно-волновой дуализм электромагнитной волны имеет простую эфирную интерпретацию. В эфирном представлении электромагнитной

волны корпускулярное воздействие относится к проявлению продольной,0 компоненты скорости волны (см., например, компоненты и формулах (80), (238)), а волновые эффекты – к

проявлению поперечной компоненты скорости.

485

Эксперимент Подклетнова по противодействию гравитации объясняется передачей импульса эфира объекту, см. п. 23.10.1.

В физике перечисленные эффекты не находят ясного объяс-

нения.

Для полноценного≈ восприятия импульса квазипостоянного потока эфира необходим материал, плохо пропуска-

ющий через себя эфир (см. в этой связи п. 23.10.2, 23.10.4), или, согласно уравнению движения (23), заслон в виде сильного градиента давления эфира.

Поэтому с эфирных позиций вполне естественными выглядят попытки разработки двигателей на основе передачи объекту импульса электромагнитной волны.

К таким попыткам относится широко анонсируемый проект EmDrive [302]. Сведения о силе тяги EmDrive противоречивы: в одних экспериментах, в том числе NASA, утверждается, что она есть, в других – что отсутствует [303].

Физика, выбросившая из арсенала своих понятий концепцию среды (эфира), отрицает возможность создания EmDrive ссылкой на нарушение закона сохранения импульса [302]. В эфирном понимании, наоборот, EmDrive возможен именно в соответствии с законом сохранения импульса.

Отсутствие в EmDrive испускаемого излучения, а также использование резонаторной камеры и сверхпроводящих пластин [304] подтверждают эфирный принцип его работы: квазипостоянный поток эфира трудно зарегистрировать, а сверхпроводник затрудняет движение такого потока (п. 23.10.2).

Обмен импульсом между потоком эфира и веществом, а также сформулированные в данном разделе общие условия эффективности этого обмена должны позволить целенаправленно усовершенствовать конструкцию EmDrive для получения значительной тяги. Например, усиление преграды потоку эфира можно пытаться добиться вращением сверхпроводника (п. 23.6).

486