Принципы работы электромоторов и электрогенераторов

Принципы работы электромотора и электрогенератора были открыты Майклом Фарадеем в начале 19-го века. Считается, что в его опытах наглядно проявилась связь между электрическими и магнитными явлениями. Однако, сейчас мы покажем, что эта наглядность оказалась ошибочной. Проводник с током перемещается в магнитном поле постоянного магнита не в результате взаимодействия электрического поля с магнитным, а в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля вокруг проводника, формируемого движущимися в нём электронами [1].

Чтобы понять это, надо разобраться с процессом взаимодействия магнитных силовых линий, формируемых обычными стержневыми постоянными магнитами (рис. 15).

Рис. 15. Схема взаимодействия магнитных силовых линий стержневых магнитов

 

Как видно (рис. 15, а), у разноименных магнитных полюсов, сближающих друг друга, магнитные силовые линии в зоне контакта полюсов (рис. 15, а, точки а) направлены навстречу друг другу , а у одноименных магнитных полюсов, отталкивающих друг друга (рис. 15, b, точки b), направления магнитных силовых линий в зоне контакта полюсов совпадают [1].

Из описанного процесса взаимодействия магнитных полюсов постоянных магнитов следует, что если у двух параллельных проводов ток будет течь в одном направлении (рис. 16, а), то силовые линии магнитных полей, формирующихся в плоскости, перпендикулярной проводам, в зоне их контакта будут направлены навстречу друг другу и провода будут сближаться, как разноименные полюса магнитов (рис. 15, а) [1].

 

Рис. 16. Схема взаимодействия магнитных полей параллельных проводников с током

 

Если же направление тока у параллельных проводов будет противоположно (рис. 16, b), то направления магнитных силовых линий образующихся при этом магнитных полей будут совпадать по направлению в зоне их контакта и такие провода будут удаляться друг от друга, как и одноименные полюса стержневых магнитов (рис. 16, b) [1].

А теперь обратим внимание на взаимодействие силовых линий магнитного поля постоянного магнита с силовыми линиями магнитного поля, формируемого электронами, движущимися от плюса к минусу по проводнику (рис. 17). В зоне D силовые линии направлены навстречу друг другу, поэтому они сближаются, как и силовые линии магнитных полей двух проводников с равнонаправленным током (рис. 16, а). В результате возникает сила , смещающая проводник влево (рис. 17).

 

Рис. 17. Схема движения проводника с током в магнитном поле

 

С другой стороны проводника, в зоне А, направления силовых линий постоянного магнита и магнитного поля, сформированного движущимися по проводнику электронами, совпадают по направлению. В этом случае, как следует на рис. 16, b, силовые линии отталкиваются и также формируют силу, направленную влево. Так формируется суммарная сила, перемещающая проводник с током в магнитном поле [1].

Как видно, перемещение проводника происходит в результате взаимодействия магнитных полей постоянного магнита и проводника с током. Нет здесь взаимодействия электрического и магнитного полей, на котором базируется теория всей современной электротехники. Из этого следует, что нет здесь места и уравнениям Максвелла, из которых следует, что перемещение проводника с током в магнитном поле – следствие меняющихся напряженностей электрических и магнитных полей, о которых упоминает Е.А. Ильина [1]. Проводник движется в результате взаимодействия только магнитных полей.

Если же в магнитном поле движется проводник без тока (рис. 18), то в нём генерируется напряжение. Внешнее магнитное поле ориентирует свободные электроны в проводнике так, чтобы магнитные силовые линии их суммарного магнитного поля вокруг проводника формировали сопротивление его перемещению (рис. 18).

 

Рис. 18. Схема генерирования тока в проводнике, движущемся в магнитном поле

 

Движение электронов вдоль проводника (рис. 18) от плюса к минусу возникает благодаря принудительному перемещению проводника со скоростью в магнитном поле постоянного магнита в левую сторону. В зоне D магнитные силовые линии постоянного магнита и магнитные силовые линии проводника с током направлены в одну сторону и будут отталкиваться друг от друга, препятствуя перемещению провода в левую сторону. В зоне А указанные силовые линии будут направлены навстречу друг другу и будут сближаться и также препятствовать перемещению провода в левую сторону (рис. 18). Из этого следует, что перемещение электронов вдоль провода от плюса к минусу возможно только при принудительном перемещении провода в левую сторону [1].

Таким образом, работа электромоторов и электрогенераторов базируется на взаимодействии только магнитных полей, но не магнитных и электрических, как считалось ранее.

Из изложенного следует, что переменное магнитное поле вокруг проводника формируют электроны, движущиеся в нём. Зная детали процессов этих движений, можно управлять формированием магнитных полей вокруг проводников и таким образом заставлять ротор электрогенератора вращаться без постороннего привода. Первый такой генератор был изготовлен и испытан нами в 2010г (рис. 19).

 

Рис. 19. Первый в мире электромотор-генератор МГ-1

 

Роль мотора у МГ-1 выполняет ротор, а роль генератора статор. Это первый в мире потребитель электрических импульсов и одновременно генератор электрических импульсов – основа будущей импульсной энергетики. Дальше мы детально опишем итоги его испытаний.

Принцип работы диода

Ортодоксальная физика не имеет приемлемого варианта объяснения принципа работы диода. Он проясняется лишь при наличии модели электрона и знания законов его поведения в проводах с постоянным и переменным напряжением, которые мы уже описали.

Существующая интерпретация работы полупроводников и диодов базируется на понятии дырочной проводимости. Приводим текст определения понятия «дырка» из Физического энциклопедического словаря. М. «Советская энциклопедия» 1984г. 186с. «…..Дырка – положительный заряд , имеющий энергию, равную энергии отсутствующего электрона с обратным знаком».

Странное определение. Но надо учитывать, что это были первые представления о сути работы полупроводников. Теперь у нас есть возможность глубже проникнуть в эту суть. Для этого надо воспользоваться принципом последовательности анализа этого сложного явления.

Поскольку диод пропускает одни электроны и задерживает другие, то он делает это, учитывая два различных свойства электрона, а в заряде электрона заложено только одно свойство – отрицательный заряд. Поэтому надо включить в анализ поведения электрона в диоде и другие его характеристики.Так как электрон имеет отрицательный заряд и два магнитных полюса: северный и южный, то именно они и позволяют диоду выполнить функцию пропуска одних электронов и задержки других (рис. 20) [1].

В этом случае сохраняются представления о дырочной проводимости, если дырки, пропускающие и задерживающие электроны, наделить одноимённой магнитной полярностью (рис. 20).

Рис. 20. а) схема пропуска диодом электронов, имитирующих положительное напряжение;

b) схема задержки электронов, имитирующих отрицательное напряжение

 

Теперь нам известно, что электроны не имеют орбитальных движений в атомах. Они связаны с протонами ядер линейно. Поскольку протон тоже имеет северный и южный магнитные полюса, то возможна такая совокупность компоновки магнитных полюсов нейтронов, протонов и электронов, при которой на поверхности атома окажутся электроны, на внешней поверхности которых будут, например, южные магнитные полюса. Далее, возможно формирование таких молекул из этих атомов, которые создавали бы дырку, периметр которой и формировал бы дискретные магнитные поля одной полярности, например, южной (рис. 20, a).

Мы уже показали, что положительное напряжение соответствует ориентации электронов в проводе, показанной на рис. 20, a (слева). В этом случае к дырке диода с магнитным барьером, сформированным южными магнитными полюсами S атомов материала диода, подходят электроны с северными магнитными полюсами N, совпадающими с направлением движения этих электронов. Вполне естественно, что дырка диода с южным магнитным барьером пропустит электроны, пришедшие к ней со своими северными полюсами. Так электроны, формирующие напряжение с положительной частью амплитуды синусоиды, пройдут через диод (рис. 21).

Во второй половине периода изменения направления векторов магнитных моментов и спинов электронов у диодной дырки окажутся электроны с южными магнитными полюсами, направленными в сторону их движения (рис. 20, b). Вполне естественно, что диодный барьер, сформированный из южных магнитных полюсов электронов атомов, не пропустит такие электроны. Неудачливым электронам придётся ждать ещё пол периода и они окажутся повернутыми к диодной дырке северными магнитными полюсами и она пропустит их, как своих, а величина напряжения в момент, когда электроны в проводе были повернуты к диоду южными магнитными полюсами, будет равна нулю (рис. 20, b и 21) [1].

 

Рис. 21. Схема формирования диодом выпрямленного напряжения

 

Описанная закономерность работы диода следует из эксперимента, схема которого представлена на рис. 21. Обратим внимание на простоту электрической схемы рассматриваемого эксперимента. В ней нет ни ёмкости, ни индуктивности.

 

Рис. 22. Напряжение

Рис. 23. Ток

 

Осциллограммы напряжения и тока, выпрямленные диодом, показаны на рис. 22 и 23. Как видно, диод пропускает положительные значения переменного напряжения (рис. 22) и переменного тока (рис. 23), когда электроны, подошедшие к дырке, оказываются повернутыми к ней северными магнитными полюсами (рис. 20, а) и не пропускает отрицательные составляющие напряжения и тока, когда электроны оказываются повернутыми к дыркам южными магнитными полюсами (рис. 20, b).