Познавая законы электричества, наука определяла и уточняла новые опытные инструменты и понятия в виде формул, определений, обозначений и свойств веществ. Различают только два электрических потенциальных поля: стационарное поле, обусловленное математическим описанием - макро поле и статическое поле - - микро поле[1]. С целью использования силы электрических полей разработаны и принято различать только два рода токоприемников: токоприемник первого рода Rи токоприемник второго родаZ, отличающиеся друг от друга проводимостями (электронная и ионная). Результатом взаимодействия электрического поля с токоприемником является ток I [2]. Действия сил электрических полей на токоприемнике, также, как и противодействия токоприемников на силу электрических полей подчиняется одному и тому же закону: "Действие равно противодействию!" В процессе взаимодействия сил электрических полей между собой и токоприемниками, различают только две формы передачи электромагнитной энергии (единой сущности) и распределением между источником и токоприёмником R (или Z). (Только в форме работы и теплоты или в форме теплоты и работы[3]). Для простоты описания ограничимся результатами взаимодействий постоянного тока или переменного с токоприемниками первого или второго рода. С этой целью к проводникам первого рода R отнесем все проводники, которые обладают свойством преобразовывать энергию стационарного (сущность макрополя) электрического тока в теплоту. К проводникам второго рода отнесем проводники, обладающие свойством преобразовывать энергию сил статического поля (сущность микрополя) только в работу. С практической точки зрения к токоприемникам первого рода относят - металлы, а к проводникам второго рода электролиты. Свойства электролитов в значительной степени отличаются от свойств металлов. В электролитах существует стороннее поле, а металлах оно отсутствует [3]. Это положение не позволяет считать "действия и противодействия " в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока аналогичными. В этом вся суть! Реактивные свойства сопротивлений и качественно и количественно контролируют магнитную и диэлектрическую проницаемости, поскольку, , а , тогда параметр является по существу показателем разделения веществ на диэлектрические (), парамагнитные () и ферромагнитные . Восприимчивость этих веществ разная. Восприимчивость парамагнетиков практически равна нулю, а проницаемость рана единице при частотах гораздо меньших, чем частота видимого света. Электромагнитная волна в диэлектриках распространяется без затухания, поэтому показатель отношения синусов углов падения и преломления есть величина постоянная , а геометрические законы преломления и отражения электромагнитных волн соответствуют законам соответствующих световых волн [1]. В то же время диэлектрик поляризуется слабее в переменном поле, чем в постоянном той же напряженности. Поэтому в проводниках первого рода(металлах) электромагнитная волна настолько быстро затухает, что энергия переходит по мере её распространения в Джоулевое тепло, что и подтверждается опытным законом Ома в проводниках первого рода:
; , где (1)
E - электродвижущая сила;
R- сопротивление токоприемников первого рода;
r0 - внутреннее сопротивление источника электромагнитной энергии;
I- электрический ток (сущность - результат действия и противодействия)
q- количество электрических зарядов. (в классической механике принято считать, в одном кулоне содержится 6,25элем. заряд/с.)
E- напряженность электромагнитного поля в отличии от ЭДС E)
Для цепей постоянного и переменного тока с токоприемником первого рода Rоставим обозначения и понятия в соответствии с принятыми в классической механике. Тогда количественно за величину в один Вольт можно принять значение равное 1В=1,610-19Дж/элем. заряд. На рис 1. представлена электрическая цепь с проводником первого рода.
Рис.1. Электрическая цепь Ома. R – токоприемник первого рода
Как видим, параметры такой цепи легко описываются опытным законом Ома:
В этих формулах: формула (2) определяет напряжение на потребителе; формула (3) - потерю напряжения на внутреннем сопротивлении источника ; формулы (4) и (5) соответственно, определяют скорости процесса преобразований в источнике электромагнитной энергии IE, при выполнении им работы и скорости преобразования электромагнитной энергии в токоприемнике в форме теплоты (). В этом случае можно определить полную мощность равную энергии в электромагнитной цепи Ома , а также коэффициент полезного действия и :
(7); , (8).
В соответствии с законом Кулона, заметим наличие взаимодействия элементарных частиц и стороннего поля, которое существует как в цепях постоянного, так и цепях переменного тока. Однако в цепях переменного тока сторонние силы сведены к силам переменного электромагнитного поля - "к индукционным" и о сторонних силах и полях "как бы не упоминается"* В то же время следует особо отметить: в цепях постоянного или выпрямленного тока с потребителем второго рода Z (электролитами) стороннее поле реально существует и вносит основную роль в распределении энергии между стационарным макрополем (макро единицей измерения) и статическим (микро единицей измерения, рис.2).
Рис.2. Электрическая схема с токоприемником второго рода Z
Сущность двух полей в электролитах требует особого отношения к понятию ЭДС (Е)ошибочно принятого в практической электротехнике за силу. В соответствии с классической механикой Кулона здесь мы за силу взаимодействия электрических зарядов принимаем силу Fотнесенную к элементарному заряду q, т.е. E=F/q(1В=1,6Дж/ элем. заряд).
Работу электрического тока определяем энергией затраченной на перемещение единичного заряда на расстояниеlотодной точки движения до другой по линейному проводнику, т.е. . Как выше упоминалось в проводниках первого рода "вся" энергия стационарного поля преобразуется в теплоту, тогда: где - теплота процесса, - теплота окружающей среды.
Для дальнейшего анализа закона Ома рассмотрим хорошо апробированные расчетные схемы в практической электротехнике [5]: c последовательным и параллельным подключением к токоприемнику R внутреннего сопротивления r0. (Рис 3.)
Рис. 3. Схема замещения источника постоянного или выпрямленного тока с токоприемников первого рода R.
Как видим при разомкнутом ключе: величина макс, ток; .
При замкнутом ключе: , где ();2. Далее мысленно перенесем сопротивление на расстояние lк токоприемнику , составим энергетические балансы и их сравним. Тогда параметр функционально зависит и от расстоянияl, т.е. = (l). Чем больше величина l, тем больше , тем больше , тем меньше сила тока и на оборот.
Здесь также отметим, что величина сопротивления токоприёмника проводника первого рода с повышением температуры увеличивается, а сопротивление второго рода Z резко уменьшается. Поэтому, если принять во внимание взаимодействия сил от расстояния, то очевидно, разность потенциалов можно было бы принять за измеряемую величину. Тогда, естественно, при - не измеряемая величина. Следовательно, при заданной условно какой либо величины можно получить измеряемую величину, которая по своей сути стала бы отличаться от понятия ЭДС [4].
В соответствии с законом Ома под напряжениемпонимается, что ЭДС первичные субстанции, а ток вторичные, т.е. если ЭДС существует, то образуется ток, а если принять ток первичным, то очевидно, должно существовать понятие "падение напряжения" - (2). И так, приняв ЭДС (ошибочно) за силу, Ом получил экспериментальный закон для проводников первого рода (1).
Беглый анализ экспериментального закона показывает, что он не учитывает параметры и , основные причины разделяющие токоприемники (на первого рода и второго). При этом все параметры входящие в закономерность Ома макроизмеряемые, в отличии и - микроизмеряемые. Осознав, что электромагнитная энергия есть единая мера различных форм движения только "Работы и Теплоты", а ЭДС , принятое понятие, существующее до настоящего времени в ТОЭ ошибочно, необходимо принять равенство - = , где - работа тока, - теплота работы тока, - теплота окружающей среды, а , , - электромагнитная энергия, как особый вид материи, но не зависящийся от воли и сознания человека, с присущей волновыми и корпускулярными свойствами:
В этом случае
(А) при 1Вт=1Дж/с.
При этом ток измеряется в амперах, поскольку принято поток в 1 кулон равен. А поскольку закон сохранения количества движения является обобщающим законом для электромагнитной энергии и световой, и используемой в любой произвольной инерциальной системе отсчета, то появилась ни чем не ограниченная возможность, на базе законов классической механики (Снеллиуса) ; Кулона ;
Гаусса ; (В/м); Фарадея и Гельмгольца.
Кл/с;
Умова-Пойтинга ; Максвелла и Ома , считая их незыблемыми, в плане использования в практической электродинамике, получить ряд новых понятий [2,4,6]: , где – соответственно, значения реактивных сопротивлений; - активные сопротивления анионов и катионов с учетом их взаимодействий, а также - проводимость положительно заряженных частиц - отрицательно заряженных частиц, проводимость кажущаяся (ранее использовалась терминология проводимость среды). И только потом автору удалось разработать экспериментальный закон для проводников второго рода [2, 8]:
Литература:
1. Тамм И.Е. Основы теории электричества/И.Е. Тамм. - Москва: Наука, 1966-624с.
2. Закономерность изменения углов преломления потоков электромагнитной энергии заряженных ионов, движущихся встречно под воздействием ЭДС в грунтовых средах: Открытие/В.В.Палашов. - Диплом №403 Рег. №506 - М.2010.
3. Палашов В.В. Молекулярно- кинетическая закономерность превращения энергии в форме работы или теплоты: открытие/ В.В.Палашов, З.Ф.Немцев, В.Г. Горский, В.И. Горелкин. - Диплом №304. Рег. №304.- М., 2004
4. Палашов В.В. От Энштейна к Гельмгольцу и Фарадею/ В.В.Палашов// Приволжский научный журнал/ Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Нижний Новгород,2017. -№1. - с. 157-161.
5. Поливанов К.М. Электродинамика движущихся тел/ К.М. Поливан . - Москва: энергоиздат, 1982-192с.
6. Палашов В.В. Об аналогии передачи световой и электромагнитой энергий, показателя преломления (от Снеллиуса к Энштейну) /В.В.Палашов//Приволжский научный журнал/ Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т. - Нижний Новгород, 12. №2. - с.288-293.
7. Палашов В.В. Теория и практика физической сущности ионной проводимости/В.В.Палашов, Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т. - Нижний Новгород, ННГАСУ, 2016. -36с.
8. Палашов В.В. Экспериментальный способ определения проводимостей в проводниках второго рода/В.В.Палашов// Положительные решения на изобретение по заявке 201414191728(067504) от 18.06.2015г.