Аннотация

Эксперименты имели свой целью подтвердить существование потенциального магнитного поля и его способность образовывать безвихревой вид электромагнитной индукции. Методика основывалась на сравнении двух интервалов времени. От момента подключения источника потенциального магнитного поля либо к стационарному, либо к переменному току. До момента начала нагрева алюминиевой втулки. При переменных токах интервал времени был на несколько минут меньше. Это однозначно указывает на влияние индукционного эффекта, существенно опережающего нагрев втулки джоулевым теплом.

На рисунке 1 показана схема опытов и типовая диаграмма изменения омического сопротивления стабилитрона в ходе их осуществления. Применялись технические средства, использовавшиеся в экспериментах по регистрации охлаждения полупроводникового кристалла стабилитрона стационарным магнитным полем. В описываемых опытах регистрировался индукционный нагрев (ИН) алюминиевой втулки (D = 1 см, d = 0.8 см, ℓ = 3 см,), расположенной продольно на

Рис.1

линии симметрии пары прямоугольных рамок с разнесёнными центрально-симметричными переменными (f = 50 гц) токами в них (~ i = 0.55 А в каждой рамке). На этой линии суммирование векторов циркуляционного магнитного поля даёт в итоге нуль-векторы.

Для регистрации момента времени начала нагрева втулки использовался размещённый внутри неё полупроводниковый стабилитрон (100 кОм/град). Втулка с стабилитроном располагалась в алебастровом кожухе (m = 0,5…0.8 кг) на расстоянии 6 см. от ближних переменных центрально-симметричных токов. Между кожухом и парой рамок располагались дополнительно две керамических плитки (10 х 10х 1см.,m = 0,5 кг.). Безпрепятстственно пропуская электромагнитное поле, кожух и плитки на некоторое время задерживали заметное проявление нагрева джоулевым теплом (НДТ), образуемым токами в паре рамок.

Момент времени начала изменения температуры втулки определялся по моменту времени начала изменения омического сопротивления (в обратном направлении) стабилитрона, которое фиксировалось цифровым мультиметром DT880B.

Методика эксперимента заключалась в регистрации интервалов времени (∆ 1, ∆ 2) между моментами поочерёдного подключения рамок к источникам стационарного и переменного тока и началами нагрева полупроводникового кристалла стабилитрона теплом от втулки. При стационарных токах интервал времени (∆ 1) до начала нагрева зависит только от воздействия потока джоулева тепла, выделяемого токами в рамках. Если при переменных токах временной интервал (∆ 2) будет меньше, то это укажет на участие в нагреве индукционного явления.

Мультиметр позволял регистрировать изменение омического сопротивления стабилитрона на 1 кОм в (рабочем интервале 300…700 кОм), что было эквивалентно нагреву кристалла стабилитрона на 0,01 є С.

С целью упрощения расчёта предполагалось, что нагрев кристалла стабилитрона на 0,01 є С в регистрируемых интервалах времени (4 – 9 мин.) происходит при нагреве алюминиевой втулки на 0,015 єС.

Требуемая для такого нагрева втулки энергия вычислялась следующим равенством

W = 4,18 m c ∆ t.

(1)

Интервал времени (∆ 2) между моментами подключения рамок к источнику переменного тока и регистрацией начала нагрева кристалла (на 0,01 єС). позволял посредством (1) вычислить суммарную мощность совместного нагрева втулки (на 0,015 єС ) полевым воздействием и джоулевым теплом.

N 1 = .

(2)

Интервале времени (∆ 1) между моментами подключения рамок к источнику стационарного тока и регистрацией начала нагрева кристалла позволял посредством (1) вычислить мощность нагрева втулки только джоулевым теплом

N 2 = .

(3)

Разница между (2) и (3) являлась практической мощностью только индукционного нагрева

N 3 = N 2 — N 1

(4)

Для теоретической оценки индуктируемого электрического поля в нагреваемом объёме втулки V c площадью поперечного сечения F использовалась интегральная форма записи

,

(5)

полученная посредством преобразования дифференциального уравнения безвихревого вида электромагнитной индукции

— divE Б.

(6)

В приближении однородности потенциального магнитного поля из (6) получаем упрощённую запись

Е Б ≈ ω | B Б | ,

(7)

где

≡ h

(8)

является глубиной проникновения переменного электромагнитного поля в материал втулки (h = 1, 34 10м).

Подставляя в известную формулу мощности нагрева проводника

N 4 = σ EV

(9)

равенства (7), (8), имеем теоретическую мощность индукционного нагрева

N 4 = σ ω μ hF H

(10)

В каждой из двух серий опытов измерения осуществлялись по 12 раз. Два крайних результата отбрасывались. Из оставшихся 10 вычислялись средние результаты

Параметры и результаты двух вариантов опытов сведены в таблице 2

Таблица 2

Параметры и результаты опытов	Схемы расположения рамок и алюминиевой втулки
f [ Гц]	50	50
i [ A]	0,55	0,30
L [ см]	6	6
H [ A/м]	300	164
F [ м]	2,8 10	2,2 10
∆ 2 [ мин]	4,3	4,1
∆ 1 [ мин]	9,4	6,5
N3 [ Вт]	6,3 10
N4 [ Вт]	2,7 10
2N3 [ Вт]		3,4 10
2N4 [ Вт]		1,2 10

В опытах с переменными центрально-симметричными токами было установлено, что перед НДТ, опережая его на несколько минут, проявлялся искомый ИН. Вместе с тем, на той же линии симметрии (на другой стороне пары рамок) электродвижущая сила в замкнутом проводнике не наводилась (e = 0).

Одновременно были установлены факты проявления в нуль-векторной области индуктированного безвихревого электрического поля и отсутствия в ней индуктированного вихревого.

1.http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001c/00161436.pdf.

2. http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001c/00161443.pdf