Метали – добрі провідники електричного струму. Провідність у металах обумовлена наявністю в них вільних електронів, які порівняно легко відриваються від атомів. Утворюючи позитивний іон та вільний електрон.
За відсутності електричного поля електрони рухаються безладно, беручи участь у тепловому (хаотичному) русі.
Під дією електричного поля електрони починають упорядковано переміщатися між іонами, що знаходяться у вузлах кристалічних ґрат, із середньою швидкістю близько 10 -4 м/с, утворюючи електричний струм.
Експериментальний доказтого, що провідність металів зумовлена рухом вільних електронів, було дано у дослідах Л.І. Мандельштама та Н.Д. Папалексі в 1912 р (результати були опубліковані), і навіть Т. Стюарта і Р. Толмена в 1916 р.
Ідея дослідів: якщо різко гальмувати шматок металу, що рухається, то вільні заряди, що знаходяться в ньому, рухаючись по інерції, будуть накопичуватися у переднього його кінця, і між кінцями провідника виникає різниця потенціалів.
Досвід Мандельштама та Папалексі
Котушка, з'єднана з телефоном, приводилася в коливальний рух навколо осі. Завдяки інерції вільних зарядів на кінцях котушки виникала змінна різниця потенціалів, і телефон видавав звук.
Це були лише якісні досліди. Ніякі виміри та кількісні розрахунки в цих дослідах не були зроблені.
Досвід Стюарта та Толмена
Котушка великого діаметра з намотаним на ній металевим дротом приводилася в швидке обертання і потім різко гальмувалась. При гальмуванні котушки вільні заряди у провіднику продовжували деякий час рухатися за інерцією. Внаслідок руху зарядів щодо провідника в котушці виникав короткочасний електричний струм, який реєструвався гальванометром, приєднаним до кінців провідника за допомогою ковзних контактів.
Напрямок струму свідчив, що він обумовлений рухом негативно заряджених частинок.
Вимірюючи заряд, що проходить через гальванометр за весь час існування струму в ланцюзі, вдалося визначити відношення q 0 /m. Воно виявилося рівним 1,8 * 1011Кл / кг. Це значення збігається зі значенням аналогічного відношення електрона, знайденим з інших дослідів.
Таким чином, було експериментально встановлено, що носіями електричного струму в металах є вільні електрони.
Залежність опору провідника R від температури:
При нагріванні розміри провідника змінюються мало, а переважно змінюється питомий опір.
Питомий опір провідника залежить від температури:
де ро - питомий опір при 0 градусів, t - температура, - температурний коефіцієнт опору (тобто відносна зміна питомого опору провідника при нагріванні його на один градус)
Для металів та сплавів
Зазвичай для чистих металів приймається
Таким чином, для металевих провідників зі зростанням температури
збільшується питомий опір, збільшується опір провідника і зменшується ел.
Явище надпровідності
Низькотемпературна надпровідність:
спостерігається при наднизьких температурах (нижче 25 К) у багатьох металах та сплавах; при таких температурах питомий опір цих речовин стає дуже малим.
У 1986 р. відкрита (для металокераміки) високотемпературна надпровідність (при 100 К).
Труднощі досягнення надпровідності:
- Необхідність сильного охолодження речовини
Галузь застосування:
- Отримання сильних магнітних полів;
- потужні електромагніти з надпровідною обмоткою в прискорювачах та генераторах.
ОСНОВИ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ.
Електротехніка- це область техніки, пов'язана з отриманням, розподілом, перетворенням та використанням електричної енергії, а також - з розробкою, експлуатацією та оптимізацією електронних компонентів, електронних схем та пристроїв, обладнання та технічних систем. Під електротехнікою також розуміють технічну науку, яка вивчає застосування електричних та магнітних явищ для практичного використання.
Основна відмінністьЕлектротехніки від електроніки полягає в тому, що електротехніка вивчає проблеми, пов'язані з силовими великогабаритними електронними компонентами: лінії електропередачі, електричні приводи, у той час як в електроніці основними компонентами є комп'ютери та інші пристрої на базі інтегральних схем, а також інтегральні схеми.
Природа електрики.
У природі всі речовини складаються з молекул. Молекула, своєю чергою, складається з атомів, атом – з ядра, а ядро - з позитивних протонів і які мають заряду нейтронів. Навколо ядра на орбітах обертаються електрони. Ядро має позитивний заряд, а електрони негативний:
Атом в цілому - електрично нейтральний, але при дії на нього (наприклад, при нагріванні) він набуває додаткової енергії, в результаті чого розривається зв'язок між ядром і найбільш віддаленим електроном. Цей електрон залишає свою орбіту і весь атом стає позитивно зарядженим іоном. Електрон, що відірвався, або починає хаотичний рух (так званий вільний електрон ), або приєднується до іншого атома, перетворюючи його на негативно заряджений іон.
Процес перетворення нейтральних атомів на електрично заряджені частинки - іони - називають іонізацією . Іонізація може виникнути тільки при повідомленні атома певної кількості енергії: у вигляді тепла шляхом бомбардування його якимись частинками, наприклад, при впливі зовнішнього електричного поля.
У природі є речовини, що мають або не мають вільних електронів. Залежно від цього вони поділяються на провідники, напівпровідники та діелектрики.
· Провідникиділяться на 2 класи:
Слід зазначити, що у техніці, крім металевих провідників, використовують і неметалеві. До таких провідників належить, наприклад, вугілля, з якого виготовляють щітки електричних машин, електроди для прожекторів та ін. Провідниками електричного струму є товща землі, живі тканини рослин, тварин та людини. Проводять електричний струм сире дерево та багато інших ізоляційних матеріалів у вологому стані (через вміст у них провідників другого класу).
Якщо до кінців провідника приєднати джерело електрорушійної сили - ЕРС (наприклад, батарею), то рух вільних електронів у провіднику стане впорядкованим, тобто по провіднику потече електричний струм. Це упорядкований рух електронів називається електричним струмом.
Кількість вільних електронів характеризує здатність матеріалу проводити електричний струм. Кількість електронів, що дорівнює 6,24 10 18 прийнято вважати, як 1 Кулон ( Кл). При силі струму 1А за 1с у провіднику проходить кількість електрики 1 Кл.
Для того, щоб змусити впорядковано рухатися в одному напрямку велика кількість вільних електронів, наприклад, в нитці розжарювання електричної лампочки, потрібно створити в провіднику електричне поле, підключивши, наприклад, провідник до гальванічного елемента. Перший практичний гальванічний елемент був створений італійським фізиком Олександром Вольтою.
Елемент складається з цинкової та мідної пластинок, званих електродами, які поміщені в електроліт - розчин солі або кислоти, наприклад, сірчаної. В результаті хімічної реакції, Що відбувається між електродами і електролітом, на цинковому електроді утворюється надлишок електронів, і він набуває негативного електричного заряду, а на мідному, навпаки, - недолік електронів, і він набуває позитивного заряду. При цьому між різноіменними електричними зарядами такого джерела струму виникає електричне поле, діє електрорушійна сила (скорочено ЕРС) або напруга. Як тільки провідник виявиться підключеним до полюсів елемента або батареї, у ньому виникне електричне поле, під дією якого електрони рухатимуться туди, де їх недолік, тобто від негативного полюса через провідник до позитивного джерела полюса електричної енергії. Це і є впорядкований рух електронів у провіднику – електричний струм. Струм тече через провідник тому, що в ланцюгу (позитивний полюс елемента, провідники, негативний полюс елемента, електроліт) діє електрорушійна сила.
Встановлено, що електрони в провіднику рухаються від негативного полюса (де надлишок їх) до позитивного (де недолік у них), але й зараз, як у минулому столітті, вважають, що струм тече від плюса до мінуса, тобто. у напрямку, зворотному русі електронів. Умовний напрямок струму, крім того, покладено вченими в основу низки правил, пов'язаних із визначенням багатьох електричних явищ. У той самий час така умовність ніяких особливих незручностей не створює, якщо твердо пам'ятати, що з правління струму в провідниках протилежно напрямку руху електронів. У тих же випадках, коли струм створюється позитивними електричними зарядами, наприклад електролітах хімічних джерелпостійного струму, струм «дірок» у напівпровідниках, таких суперечностей взагалі немає, тому що напрямок руху позитивних зарядів збігається з напрямком струму. Поки елемент чи батарея діють, у зовнішній ділянці електричної ланцюга струм тече одному й тому напрямі. Такий струм називають незмінним.
Якщо полюси елемента поміняти місцями, то зміниться лише напрямок руху електронів, але струм і в цьому випадку буде постійним. А якщо полюси джерела струму міняти місцями дуже швидко і, до того ж, ритмічно? У цьому випадку електрони у зовнішній ділянці ланцюга теж поперемінно змінюватимуть напрямок свого руху. Спочатку вони потечуть в одному напрямку, потім, коли полюси поміняють місцями - в іншому, зворотному попередньому, потім знову у прямому, знову у зворотному і т. д. У ланцюзі буде текти вже не постійний, а змінний струм.
При змінному струмі електрони в провіднику хіба що коливаються із боку на бік. Тому змінний струм називають електричними коливаннями. Змінний струм вигідно відрізняється від постійного тим, що він легко піддається перетворенню. Так, наприклад, за допомогою трансформатора можна підвищити напругу змінного струмуабо, навпаки, зменшити його. Змінний струм, крім того, можна випрямити, тобто перетворити на постійний струм.
Взаємодія, яка називається електромагнітним, вимагає пояснення природи електричного заряду. Як я вже писав, існує два типи ІЕЧ. Від того, якого типу належить ІЕЧ, залежить знак її електричного заряду. Далі я опускатиму прикметник «електричний» до терміну «заряд». У ортодоксальної фізики умовилися вважати, що електрони мають негативний заряд, а протони позитивний. У моєму трактуванні електрони належать до ІЕЧ першого типу, а протони до ІЕЧ другого типу. Тому говорячи про негативний заряд, матиму на увазі ІЕЧ першого типу і відповідно кажучи про позитивний, ІЕЧ 2 типу. Сам факт наявності заряду у елементарної частки свідчить, що вона є ИЭЧ. Якщо елементарна частка не має заряду, вона складається з пари або кількох пар ІЕЧ із протилежними зарядами. Прикладом такої частки є нейтрон.
Кожна ІЕЧ обертається навколо своєї осі, і це обертання викликає додаткове до гравітаційної зміни щільності навколишньої енергії. На відміну від останнього, ця зміна помітно проявляється лише за наявності в зоні дії іншої ІЕЧ.
Якщо розглянуті ІЕЧ обертаються в один бік, між ними виникає підвищення щільності енергії, яке викликає тиск навколишньої енергії, що відштовхує їх у протилежних напрямках, силою пропорційною добутку площ поверхні тора на швидкості обертання кожної з ІЕЧ і обернено пропорційною відстані між ними.
Якщо аналізовані ІЕЧ обертаються в протилежні сторони, між ними виникає зниження щільності енергії, яке викликає тиск навколишньої енергії, що штовхає їх один до одного, силою, пропорційною добутку площ поверхні тора на швидкості обертання кожної з ІЕЧ і обернено пропорційною відстані між ними.
Для всіх ІЕЧ значення заряду завжди і дорівнює добутку площі поверхні тора на швидкість обертання. Умовно значення заряду ІЕЧ прийнято за одиницю. Значення заряду речового об'єкта дорівнює сумі ІЕЧ у цьому об'єкті, які не мають пари із протилежним за знаком зарядом. Атоми речовини не мають заряду, оскільки в атомі будь-якої речовини кількість ІЕЧ першого та другого типу дорівнює. Однак за певних умов атоми втрачають зовнішні електрони, які захоплюють інші атоми. Тоді утворюються т.зв. іони – атоми з надлишком чи з нестачею зовнішніх електронів. Іони не стабільні і прагнуть відновлення «нейтральності». Причина цього в тому, що кожна ІЕЧ своєю присутністю знижує густину навколишньої енергії. Тому щільність енергії в позитивному іоні більша за щільність енергії в негативному. У ньому на два електрони менше.
Нейтральний атом є певним чином організовану сукупність ІЕЧ обох типів, що входять до його складу парами. Ядро атома утворено як ІЕЧ другого (протони), і ІЕЧ першого (електрони у складі нейтрона) типу. Зовнішня оболонка утворена лише ІЕЧ першого (електрони) типу. Взаємно протилежно спрямоване обертання ІЕЧ протилежних типів створює між ними надлишковий тиск, що викликає два протилежно спрямовані потоки енергії, паралельні осі обертання ІЕЧ, що врівноважують один одного. Якщо атом з якихось причин втрачає непарну кількість ІЕЧ зовнішньої оболонки, баланс між описаними потоками енергії порушується, внаслідок чого енергія починає «перекачуватись» за допомогою такого розбалансованого атома, у напрямку колишнього місцезнаходження відсутньої ІЕЧ. Аналогічний потік енергії також проходить через центр тора та будь-якої окремої ІЕЧ, тому абсолютно нерухомих ІЕЧ не існує, як і абсолютного спокою. Будь-який спокій відносний, рух абсолютно. Потоки енергії через центр розбалансованого атома (іона), або через центр окремої ІЕЧ створюють зміну щільності енергії за межами іона (або ІЕЧ), пропорційне значенню заряду, з градієнтом спрямованим паралельно осі обертання ІЕЧ (іона) навколо своєї осі, що рівномірно збільшується в напрямку потоку енергії від центру ІЕЧ (іона) і відповідно зменшується у протилежному напрямку. Ця безперервна зміна щільності енергії проявляється як магнетизм. Будь-який іон, будь-яка ІЕЧ є постійними магнітами і створюють т.зв. магнітне поле постійної напруги. Напруженість магнітного поля характеризує силу тиску енергії на електрично заряджений речовий об'єкт у заданій точці. Вектор напруженості магнітного поля спрямований у бік потоку енергії перпендикулярно до нього.
Атоми в речових об'єктах можуть розміщуватися на різних відстанях між собою та орієнтуватися довільним чином. У металах атоми перебувають у т.зв. кристалічних ґратах. Кристалічні грати можуть бути кубічними, тобто відстані між атомами, розташованими на одній прямій рівні, при цьому всі прямі, що знаходяться в одній площині, на яких розташовані атоми, паралельні і відстані між ними рівні, при цьому всі площини в яких розташовані атоми, паралельні та відстані між ними рівні. Кристалічні грати різних металів можуть мати й іншу форму, але одна є для всіх форм кристалічної решітки металів загальним: у будь-якому напрямку спостерігається можливість визначити розташування атомів на паралельних прямих, однакових відстанях між атомами на одній прямій. Таке розташування атомів при однаковій орієнтації осей їх обертання забезпечує можливість практично безперешкодного протікання енергії через всю товщину речовинного об'єкта. Завдяки такій властивості металів вони можуть служити провідниками електричного струму, який є потоком енергії, що виникає внаслідок з'єднання провідником областей енергії з щільністю, що розрізняються. Провідник, у якому існує потік енергії, стає магнітом, тобто. у нього з'являється магнітне поле, напруженість якого в кожній точці пропорційна силі струму і обернено пропорційна квадрату відстані від точки до точки перетину перпендикуляра до осі провідника, з його віссю.
Ідеально чистих металів без домішок атомів інших речовин у природі не існує, тому будь-який металевий провідник має опір потоку енергії, викликаним порушенням провідної структури кристалічних ґрат. Крім того, атоми та ІЕЧ будь-якої речовини постійно вібрують під впливом фонової вібрації навколишньої енергії, що також заважає безперешкодному потоку енергії. Сукупність цих чинників визначає електричний опір провідника. Коли температура провідника значно знижується, вібрація частинок речовини зменшується, що призводить до зменшення опору. При зниженні температури до певних значень опір зникає повністю, що проявляється ефект надпровідності. Потік енергії всередині провідника набуває однакової щільності по всьому об'єму, що призводить до зникнення всередині надпровідника магнітного поля, що залишається лише за його межами.
Атоми речовини (матеріалів) з яких складаються ізолятори, розташовані хаотично або пов'язані в молекулах, що перешкоджає проходженню енергії.
У напівпровідниках атоми перебувають у кристалічній решітці, але за нормальної температури орієнтовані в такий спосіб, що осі їх обертання не паралельні. При підвищенні температури до певного рівня фіксація орієнтації атомів слабшає, вони під дією різниці тисків енергії на протилежних кінцях напівпровідника орієнтуються паралельно і речовина починає пропускати потік енергії. Для напівпровідників характерна ще одна особливість. У них у вузлах кристалічних ґрат знаходяться не атоми, а іони, які в один бік перекачують енергії більше, ніж в інший. Тому речовина в сукупності має властивість односторонньої провідності. Якщо іон кристалічної решітці напівпровідника має негативний заряд, напівпровідник належить до n-типу, якщо позитивний – до p-типу. Жодні електрони чи дірки у напівпровідниках нікуди не рухаються.
Електричний струм в електролітах на відміну струму в металах і напівпровідниках супроводжується переносом речовини. Але хвиля енергії не переноситься іонами електроліту. Навпаки, вона переносить їх. Оскільки іони на відміну від атомів не збалансовані, вони не тільки вібрують під впливом фонової вібрації, але ще й прокачуючи через себе навколишню енергію, будучи нефіксованими і хаотично орієнтованими, що постійно рухаються в різних напрямках. Власне, це і є причина броунівського руху. Але коли електроліт з'єднує дві області енергії різної щільності, різницю тиску енергій орієнтує іони отже їх осі обертання стають паралельні друг другу. Електроліт пропускає потік енергії. Приблизно половина іонів починає рухатися в один бік, а інша в протилежний. У цьому дуже багато енергії витрачається подолання опору протилежно спрямованих потоків іонів. Тому пропускаючи потік енергії, електроліт суттєво уповільнює його швидкість. Ця властивість електролітів широко використовується у гальванічних елементах живлення. Треба розуміти, що сповільнюється не швидкість поширення хвилі енергії, а швидкість потоку енергії в електроліті.
Рецензії
<<ИЭЧ вращаются в одну сторону, между ними возникает повышение плотности энергии, которое вызывает отталкивающее их в противоположных направлениях давление окружающей энергии>>
Ви не вважаєте, що визначення: "навколишньої енергії" в даному випадку не підходить, т.к. суперечить тим процесам, які ви описуєте? Якщо щільність підвищується, то підвищується густина чого? Який такий енергії? Енергія простору? А звідки у простору енергія? Адже це лише простір.
Можливо ви соромитеся назвати простір якимось ДУМКОМ СЕРЕДОВИЩОМ і тому підміняєте тези?
Від чого між ними (між ІЕЧ) підвищується густина? Чи не від того, що напрямки не обертань, а ТОРОЇДАЛЬНИХ ЗВЕРНЕНЬ(!) цих тороїдальних вихрів (часток), збігаються у напрямку (нехай за годинниковою стрілкою), а значить протилежні у напрямку в місці їхнього контакту, що ДУМКАЄТЬСЯ УМОМ як зустрічне взаємне уповільнення швидкості течії СЕРЕДОВИЩА між ними?
Отже, різниця принципова, погодьтеся? Навколишня "енергія" не може володіти енергією, якщо це не ЕНЕРГІЯ СЕРЕДОВИЩА. А якщо це енергія якогось ДУМКОВОГО середовища, то й тороїдальні вихори складаються з цього ж самого середовища і володіють її ж енергією, але обмежені від неї своєю тороїдальною оболонкою і тому умовно, тобто ДУМКО, БУДЬ незалежні від неї.
Ось чому заборонено поняття ЕФІР, тому що світ не матеріал, а мислимий розумом, а ефір - це ДУМКОВИЙ ПРОСТІР РОЗУМУ = світло в умі;)
Добре!
Ви маєте рацію, шановний Карік. Енергія у моєму поданні це ефір у Вашому. Це матеріальне середовище. Прочитайте мою публікацію "Як влаштований Всесвіт. Частина 1 Речовина". Там про це написано докладніше.
Дякую. Прочитав. А також прочитав ось це: "Я лише хочу дізнатися Вашу думку про них, щоб з Вашою допомогою наблизитися до істини".
Але тоді, залишилося лише зрозуміти, що таке істина? А Істина це те, що неможливо заперечити взагалі ніяк, у чому неможливо навіть засумніватися. А таким критеріям відповідає тільки ОДНЕ ЄДИНЕ з усього уявного - власне саме буття. Решта двояко і підлягає сумніву, т.к. без ДУМКОЇ двоїстості (дуальності) не МОЖЛИВИЙ і ДУМКОВИЙ ОБСЯГ (стереоефект в Розумі). Ви вже перестали бездумно вірити лже науці, але ще не усвідомили те, що Всесвіт - це ви особисто і ви спостерігаєте себе зсередини себе з різних своїх точок зору (у тому числі і з моєї прямо зараз), але завжди тільки ТУТ І ЗАРАЗ, поза часу та поза простором. Якщо зрозуміти, що часу немає, все стане на свої місця. Одномоментна всюдисутність саме буття (суперпозиція) - це справжнє, решта мнимо. Енергетичні (ефірні) тороїди не обертаються насправді, а ЗМІНЮЮТЬСЯ, Що обертаються. Доказом того є силові лінії магніту – металева стружка, що позначає їх – не рухається, а стоїть як укопана. Те саме і зі світлом, те саме і з електрикою. Все завжди тут і зараз, і все в Умі. Матерії немає, вона уявляє.
Добра.
Шановний Карику, з приводу часу я з Вами згоден. Є тільки сьогодення, але в ньому є і пам'ять про минуле і причина майбутнього. Щодо уявності оточуючого, маю іншу думку. Воно викладено у публікації "Мій світогляд". Металева тирса і не повинні рухатися вздовж ліній магнітного поля, оскільки з'єднують точки, в яких енергія має однакову щільність.
Вдумайтесь! Так силові лінії енергетичного (ефірного) тороїда з-О-єднують, або ОБРАЦЮЮТЬ-СЯ?!!! Якщо вони просто з'єднують без обертання, то звідки перепад щільності?
Силові лінії т.зв. магнітного поля з'єднують точки з однаковим значеннямщільність енергії. Це значення зменшується, в міру віддалення точки від центрального кола тора. Енергія не рухається вздовж силових ліній, вона рухається перпендикулярно до дотичної в кожній точці силової лінії у напрямку до найближчої точки центрального кола тора. Але чим ближче до поверхні тора, тим потік енергії швидше і захоплена тороїдальним обертанням поверхні тора з прискоренням простягається крізь отвір тора і викидається з протилежного боку. Якщо тор не фіксований, це призводить до його руху назустріч потоку енергії.
Бачили фотографії квазарів, викиди речовини із центру галактик у протилежні від центру сторони вздовж осі їхнього обертання. Квазар та ядро атома аналогічно влаштовані. Це пара (або кілька пар) ІЕЧ протилежних типів. Взаємодія фіксує їх у просторі відносно один одного, тому вони на відміну від однієї ІЕЧ нікуди не відлітають і розкидають околицями новостворені ІЕЧ та енергію.
Це цікаво. Але я поки що не можу зрозуміти. Тобто, силові лінії – це щось одне, а енергія – це щось інше? Що є що? І чому стружка не реагує на рух енергії, а реагує на побічний ефектвід такого руху? На малюнках ваших ІЕЧ показано обертання силових ліній тороїда чи енергії? Якщо енергії, то як розташовуються силові лінії – усередині цієї спіралі?
На моделях ІЕЧ стрілками показано напрямок обертання тороїда. Щільність енергії всередині тороїда змінюється по спіралі. Уявіть, що в спіраль оточена прозора кругла трубка, всередині якої безперервно котиться кулька ртуті. Спіраль може бути закручена праворуч, а може ліворуч, при цьому незалежно від того, в яку сторону закручена спіраль, кулька може котитися як в одну, так і в іншу сторону. Обертання самої спіралі може збігатися з напрямом руху кульки, а може бути протилежним йому. Насправді немає ні кульки, ні спіралі, але щільність енергії всередині тора змінюється саме таким чином. З повагою, Мавір.
Такий самий рух здійснює сфера Сонячна система(кулька всередині спіралі) по спіралеподібній траєкторії навколо центру нашої галактики "Чумацький Шлях". Тороїд, утворений цим рухом, це величезна ІЕЧ - електрон, квазар у центрі галактики - ядро атома, а галактика - атом. Усі галактики – це атоми на іншому рівні існування речовини. Спостерігається астрономами структура сверхскоплений галактик дозволяє припустити, що всі вони входять до складу речовини без кристалічної решітки. З повагою, Мавір.
Силові лінії магнітного поля - подумки проведені лінії, що з'єднують реальні точки, в яких значення щільності енергії дорівнює. Залізна тирса не повинна рухатися вздовж цих ліній, оскільки сила тиску на них, створювана навколишньою енергією, спрямована перпендикулярно площині, на якій лежить тирса.
"Силові лінії магнітного поля - подумки проведені лінії" - ІСТИНА!!
Подумки... ДУМКОВО! Тирса показує подумки проведені лінії. Ви все підтвердили, саме про це я й говорю! Зрозумійте, на рівні надсвідомості - насправді, ви розумієте світоустрій, але ті знання, які ви отримали зі ЗМІ, відволікають вас від нього, тобто. ви самі себе обмежуєте з-о-знанням. Добре!
Головне:
САМА СПРАВА, це те, що в умі, тобто. все, що завгодно, в т.ч. та нелогічне;
САМІСТЬ РОЗУМУ - єдиність і неповторність (беззначна нескінченність), це власна особистість Ума, усвідомлюється Розумом як "Я";
ДІЯЛЬНІСТЬ - діюче тіло Розуму, що обмежив себе як РАЗ (розум, з-о-знання).
"О" - прообраз будь-якого образу в Умі.
ОБРАЗ - думка-форма, що сформувало себе нове знання;
ТВЕРДА (усталена) МИСЛЕФОРМА - це те, що Вселенський Розум сформував у собі вже як апріорне (планета Земля, Сонце, і т.д.), це те саме, що і ДІЙСНІСТЬ.
Бог спить і бачить нескінченну кількість снів одночасно, у кожному з яких він не знає, що він Бог, тому що сам так захотів, коли засинав. При цьому кожна Його частинка, яка бачить один із снів, думає, що вона існує, думає, що навколишній світ існує, думає, що вона спостерігає в цьому світі інших таких же частинок і спілкуючись із плодами уяви (чи сновидінь) Бога сперечається з ними про те, як улаштований світ. Мені це видається розмноженням особистості. Навіть не роздвоєнням, а повною фрустрацією. З повагою, Мавір.
Ви зрозуміли, як все влаштовано - САМЕ ТАК!
Всесвіт, це усвідомлений сонРозуму, тобто. Розум с-Він; де Він - це бука " Про " , у живій Азбуці Русі що означає прообраз будь-якого образу, тобто. це той самий "енергетичний тороїд" ... у вашому розумінні до-о-торий. Це подих енергії (перепад щільності), тобто. ДУХ, що формує енергетичний тороїд (душу).
Я лише представив у своїй свідомості "картинку", яку Ви мені описали. Я вже казав Вам, що так може бути, можливо, Ви маєте рацію. Але може бути не так. Може бути просто "рідина" = "енергія" в "океані без берегів" = "просторі Всесвіту" вічно "хвилюватися" = "створювати тороподібні замкнуті і сферично розширюються розімкнуті структури" без іншої причини крім тієї, що вона така існує. А "складноструктуроване перетин цих структур" = "люди" породжує "особливим чином упорядковані пакети послідовно виникають сферично розширюваних розімкнених структур" = "думок". І я вважаю, що така "картинка" не менш ймовірна, ніж та, що описали Ви. З повагою, Мавір.
Мавіре, ви можете собі уявити, як розсудлива людина, щоб тороїди збивалися в мозок, або в однакові за своєю будовою людські тіла щоразу випадково? Згідно з теорією ймовірності таке неможливо взагалі ніяк. Тільки Розум може збудувати все розумно. Однак теорії ймовірності ви не довіряєте, а матеріалізму довіряєте бездумно та свято. Ну, це ж алогічно.
В мене інженерна освіта, т.ч. знаю. Але до чого тут наші освіти, якщо навіть дурню зрозуміло, що випадково збитися в людське тілотороїди не можуть взагалі ніяк, тільки за заданою РОЗУМНОЮ програмою? Ми ж не писюнами міряємось, а намагаємось докопатися до істини? Чи я просто наївний доброзичливий ідеаліст і не розумію, чим ми тут насправді займаємося?
Щоденна аудиторія порталу Проза.ру - близько 100 тисяч відвідувачів, які загалом переглядають понад півмільйона сторінок за даними лічильника відвідуваності, розташованого праворуч від цього тексту. У кожній графі вказано по дві цифри: кількість переглядів та кількість відвідувачів.
Теоретична електротехніка
УДК 621.3.022:537.311.8
М.І. Баранів
КВАНТОВО-ХВИЛЬНА ПРИРОДА ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ У МЕТАЛЕВІ ПРОВІДНИКУ І ЇЇ ДЕЯКІ ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ МАКРОПРОЯВИ
Представлені результати теоретичних та експериментальних досліджень хвильового підовжнього і радіального розподілів вільних електронів, що дрейфують, у круглому однорідному металевому проводнику з імпульсним аксіальним струмом свидетельствуют про квантово-хвильовий характер протікання електричного струму провідності в даному проводнику, що призводить до виникнення у його періодичної макролокалізації вільних електронів
Представлені результати теоретичних та експериментальних дослідженьхвильового поздовжнього і радіального розподілів дрейфуючих вільних електронів у круглому однорідному металевому провіднику з імпульсним аксіальним струмом свідчать про квантово-хвильовий характер протікання електричного струму провідності в провіднику, що призводить до виникнення в його внутрішній структурі явища квантованої період.
ВСТУП
Як відомо, згідно з класичними науковими положеннями теорії електрики струм провідності в металевому провіднику є спрямованим переміщенням колективізованих вільних електронів у його внутрішній кристалічній мікроструктурі. Крім того, у нерелятивістській фізиці відомо і те, що вільні електрони як елементарні частинки утворюються з валентних електронів квантовим чином енергетично збуджених атомів твердого матеріалу провідника. У металевому провіднику завжди існує велика кількістьвільних електронів з масою спокою те=9,108-10~31 кг і об'ємною щільністю (концентрацією) пе, чисельно складової для основних провідникових матеріалів величину, що дорівнює порядку 1029 м_3. У разі коли металевий провідник своїми кінцями не включений в електричний ланцюг з джерелом електроживлення, його вільні електрони переміщуються в тривимірному міжатомному просторі провідника хаотично. При додатку ж до металевого провідника незмінної або довільно змінюється в часі t різниці електричних потенціалів (електричного напруги) дані елементарні носії електрики починають в ньому спрямовано дрейфувати (в один бік при прикладеному постійному і імпульсному уніполярному електричному напрузі або в обидві сторони при додатку біполярному електричному напрузі зовнішнього джерела електроживлення). Саме даний дрейф вільних електронів провідника і визначатиме електричний струм провідності, що протікає по ньому.
Не менш відомим науковим становищем у галузі класичної та квантової фізикиє те, що електрони як елементарні частинки, що мають відповідно корпускулярні властивості, мають також хвилеві властивості . Цей факт якраз наочно демонструє нам їхню дуалістичність (двоїстість). Добре відомо, що корпускулярно-хвильовий дуалізм електронів задовольняє фундаментальний принцип додатковості,
сформульованому у XX столітті видатним датським фізиком-теоретиком Нільсом Бором. Тому електричний струм провідності в металевому
провіднику є поширення електронних (дебройлівських) хвиль довжиною Хе в міжатомному просторі його кристалічного матеріалу. Причому, для довжини Хе електронної хвилі в металі провідника виконується фундаментальне співвідношення в галузі хвильової механіки видатного французького фізика-теоретика Луї де Бройля:
Хе = І / (ШеуД (1)
де І = 6,626-10 ~ 34 Дж-с - постійна Планка; уе - швидкість дрейфу електрона у матеріалі провідника.
Усереднена швидкість уе дрейфу вільних електронів у металі провідника зі струмом ц(1:) визначається з наступного класичного співвідношення:
^е =§0/(е0Пе), (2)
де 50 - щільність електричного струму у провіднику; е0=1,602-10~19 Кл - електричний заряд електрона.
Що стосується швидкості заохочення хаотичного (теплового) руху вільних електронів у металі провідника без струму, що визначається згідно з квантовою статистикою Фермі-Дірака енергією Фермі Ер, то вона для міді набуває чисельного значення близько 1,6-106 м/с . Підставивши це значення швидкості затиш в (1), знаходимо, що їй буде відповідати довжина Хе електронної хвилі в мідному струмопроводі, що дорівнює приблизно 0,5-10~9 м. Видно, що в цьому випадку величина Хе буде незрівнянно малою в порівнянні з геометричними макророзмірами реальних провідників, що у передачі електричної енергії. У зв'язку з цим для вільних електронів, що переміщаються в міжатомному просторі твердого макропровідника з зазначеною тепловою швидкістю затишок, їх хвильові властивості не будуть відігравати істотної ролі і відповідно надавати помітного впливу на електрофізичні процеси, що протікають в ньому.
З (1) і (2) при 50=106 А/м2 для мідного провідника (пе=16,86-1028 м_3; уе=0,37-10~4 м/с) знаходимо, що величина довжини Хе електронної хвилі в ньому становитиме вже значення, що дорівнює близько 19,6 м. При великих значеннях 50, характерних для сильноточних електричних ланцюгів високовольтної техніки (при щільності струму 109 А/м2 і більше) , довжина Хе дебройлівської хвилі в основних металах токонесучих частин ізольованих проводів і кабелів
© М.І. Баранів
(міді та алюмінію, для яких уе>37-10~3 м/с) прийматиме значення близько 19,6 мм і менше. Ця обставина є визначальною для електрофізиків при експериментальному вивченні в дуже обмежених умовах високовольтної наукової лабораторії хвильових процесів, що супроводжують формування та розповсюдження струму провідності /0(/) у металевих провідниках, реальна довжина яких при цьому може не перевищувати 1 м. Наведені вище оціночні дані свідчать про те, що через відносно малих значень швидкостей дрейфу уе вільних електронів (значно менше 1 м/с) в основних провідникових матеріалах струмопроводів довжини Хе електронних хвиль у них стають сумірними з їх габаритними макророзмірами (довжиною, шириною, висотою або діаметром). Тому для прикладного електротехнічного випадку, пов'язаного з перебігом електричного струму різного виду(постійного, змінного чи імпульсного) по металевим провідникам, хвильові властивості дрейфуючих із них вільних електронів починають грати істотну роль процесах просторового розподілу у яких цих носіїв електрики і відповідно джоулева тепловиділення.
З галузі математичної фізики (наприклад, для крайових завдань про механічні коливання струни або мембрани ) відомо, що аналітичне рішення диференціальних рівнянь у приватних похідних, що описують більшість фізичних процесів, зазвичай представляється власними функціями, що мають власні значення і відповідно власні числа (наприклад, цілі числа п = 1,2,3, ...). Вкажемо, що в квантовій фізиці, що займається теоретичним вивченням поведінки різних мікрооб'єктів (наприклад, електронів, протонів, нейтронів та ін) в тих чи інших фізичних полях, що описується хвильовими диференціальними рівняннями в приватних похідних, власні числа отримали назву квантових чисел.
З урахуванням вищевикладеного та відомих фундаментальних наукових положень сучасної фізики для реальних фізичних мікрооб'єктів та елементарних мікрочастинок стає зрозумілим, що в металевих провідниках з електричним струмом провідності /0(/) за певних умов та амплітудно-часових параметрів (АВП) зазначеного струму можуть виявлятися як хвильові , так і квантові властивості дрейфуючих в їх провідному матеріалі вільних електронів. Дослідження цих умов та АВП електричного струму провідності та відповідно вивчення його квантово-хвильової природи та її можливих як слабовивчених, так і нових макропроявів є на сьогодні в галузі теоретичної електротехніки та електрофізики та прикладної електродинаміки актуальним науковим завданням.
1. ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ КВАНТОВО-ХВИЛЬНОЇ ПРИРОДИ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ У МЕТАЛЕВОМУ ПРОВІДНИКУ
/0>>Г0 протікає аксіальний імпульсний струм 10(^ довільних АВП з великою щільністю (рис. 1).
Мал. 1. Схематичний вигляд досліджуваного металевого провідника радіусом г0 та довжиною 10 з аксіальним імпульсним
струмом г"0(^ великої щільності 50(0, що містить квантовані відносно "гарячі" шириною Дгпг і "холодні" шириною поздовжні провідні ділянки)
Приймаємо, що радіус г0 нашого провідника менший за товщину струмового скін-шару в його ізотропному матеріалі, а струм, що протікає по ньому, 10(^ розподілений по його поперечному перерізу £0 із усередненою в ньому щільністю 5о(0=/о^)/50|. Впливом дрейфуючих вільних електронів один на одного і іонів кристалічної решітки матеріалу провідника на ці колективізовані електрони нехтуємо. у внутрішній структурі провідника, неприйнятно для дослідження випадку ідеальної електронної провідності металів (явлення їх надпровідності), коли потрібен розгляд кореляційного руху електронних пар і для якого характерна надплинність вільних електронів з властивою їй відсутністю розсіювання електронних хвиль де Бройля на теплових коливаннях та теплових коливаннях грати металевого провідника. Припустимо, що просторові розподіли по координатах г і г вільних електронів у матеріалі досліджуваного провідника з імпульсним струмом 1$) будуть підкорятися наближено відповідним одновимірним хвильовим рівнянням Шредінгера . Тоді для носіїв електрики, що розглядаються, фізичний сенс матимуть тільки їх ймовірнісні характеристики, а поняття місцезнаходження вільного електрона в металевому провіднику з імпульсним струмом 10(() нам доводиться замінити на поняття ймовірності його виявлення в тому чи іншому елементі циліндричного об'єму провідника. Потрібно на основі квантовомеханічного підходу в наближеному вигляді описати хвильові поздовжні і радіальні розподілу дрейфуючих вільних електронів у досліджуваному провіднику з імпульсним аксіальним струмом /0(/), встановити з їх допомогою основні ознаки квантово-хвильової природи цього струму провідності і виконати з використанням потужного високовольтного генератора перевірку запропонованого автором квантовомеханічного підходу та деяких отриманих з його допомогою результатів наближеного розрахунку в ньому поздовжнього розподілу;
ня електронних хвиль де Бройля та обумовлених їх розсіюванням на теплових коливаннях іонів кристалічної решітки металевого провідника особливостей його температурного поля.
2. ПРИБЛИЖЕНЕ РІШЕННЯ ДЛЯ ХВИЛЬОВОГО ПОДОВЖНОГО РОЗПОДІЛУ ВІЛЬНИХ
Раніше в автором на основі рішення нерелятивістського одновимірного тимчасового хвильового рівняння Шредінгера, що є диференціальним рівнянням у приватних похідних і визначального динамічного поширення в просторі та часу t тієї чи іншої плоскої хвилі речовини, було показано, що в металевому провіднику з імпульсним аксіальним током квантована хвильова уяг-функція, що описує в першому наближенні поздовжньо-часовий розподіл у його мікроскопічній структурі нерелятивістських дрейфуючих вільних електронів, має вигляд:
Vnz(z0 = AZ ■ sin(knzz) ■ (cosrnenzt -i sinrnenzt), (3) де A0z=1/2 - амплітуда n - моди власної поздовжньої хвильової функції ynz(z,t) із квантованою круговою частотою raenz=nn2h/ (4mel02), knz=nn/l0 - квантоване поздовжнє хвильове число, z - поточне значення поздовжньої координати в матеріалі провідника, i=(-1)12 - уявна одиниця; ціле квантове число, що дорівнює номеру моди власної хвильової пси-функції ynz(z,t);nm - максимальне значення квантового числа n.
З аналізу стаціонарного хвильового рівняння Шредінгера і його граничних умов, використаних при отриманні (3), випливає, що в провіднику, що розглядається нами, дрейфуючі вільні електрони розподіляються вздовж його поздовжньої осі OZ так, що на довжині l0 провідника завжди вміщується ціле квантове число n хвильових пси -функцій ynz(z,t) для даних електронів або електронних напівхвиль де Бройля, що задовольняють співвідношенню : nkeJ2=kh (4)
де Xenz=h/(mevenz) - квантована довжина поздовжньої хвилі вільного електрона, що дорівнює довжині стоячої хвилі де Бройля; venz=ttienz%enz/%=nh/(2mel0) - квантована поздовжня швидкість дрейфуючого вільного електрона.
Виходячи з (4), нам можна сформулювати наступне правило квантування I поздовжніх хвильових функцій ynz(z,t) або електронних (дебройлівських) хвиль у досліджуваному провіднику зі струмом i0(t) довільних АВП: на довжині l0 металевого провідника з електричним струмом i0( t) різних видів і АВП має укладатися ціле квантове число n плоских електронних напівхвиль де Бройля довжиною nJ2.
Відповідно до визначення (1) значення квантового числа nm при виборі хвильових функцій ynz(z,t), квадрат модуля яких визначає щільність ймовірності знаходження вільних електронів у тому чи іншому місці міжатомного просторупровідника можна використовувати таку формулу:
де nk - головне квантове число, що дорівнює числу електронних оболонок у кожному ідентичному атомі ме-
талла провідника, що розглядається, і відповідно номеру періоду в періодичній системі хімічних елементівД.І. Менделєєва, якому цей метал досліджуваного провідника належить .
На користь наближеного вибору (5) максимального значення квантового числа п може свідчити: по-перше, наявність у твердої речовини (металу) провідника широкої області поглинання зовнішнього електромагнітного випромінювання, що потенційно призводить до певних відмінностей в електронно-енергетичних конфігураціях окремих атомів матеріалу провідника; по-друге, виконання для електронних конфігурацій атомів матеріалу провідника фундаментального принципу Паулі (кожний енергетичний стан в атомі речовини може бути зайнятий тільки одним електроном), згідно з яким квантове число пунктів може вказувати на найбільшу кількість енергетичних станів валентних електронів зазначених атомів.
Суперпозиція квантованих (дискретних) мод хвильових функцій упг(г,() для кожного із значень квантового числа п=1,2,3,... і кожного дрейфуючого вільного електрона в матеріалі досліджуваного провідника з імпульсним струмом /0(/) аналогічно широко відомому у фізиці (хвильовій оптиці) явище інтерференції (накладання) когерентних хвиль (хвиль, що узгоджено змінюються в часі) призводить до формування у внутрішній провідній структурі провідника квантованих хвильових електронних пакетів (ВЕП) Фізичними аргументами на користь наступу такого накладання хвильових функцій упг(г ,0 у провідному матеріалі провідника є: по-перше, когерентність поздовжніх (але за своєю фізичною суттю поперечних і лінійно поляризованих) електронних хвиль у провіднику для розглянутих носіїв електрики; когерентних поздовжніх електронних хвиль при їх накладення, оскільки квантовані довжини Хепг електронних хвиль у внутрішній структурі провідника зі струмом /0(/) характеризуються макроскопічними величинами (див. розділ Введення), то й геометричні розміри ВЕП також носитимуть макроскопічний характер. Порядок розмитості меж квантованих ВЕП вздовж провідника (порядок інтерференції квантованих поздовжніх електронних хвиль провідника) визначатиметься ступенем монохроматичності квантованих електронних хвиль де Бройля і квантованих хвильових функцій упг(г,/). Для спостереження у металевих провідниках з електричним струмом /0(/) інтерференції квантованих поздовжніх електронних хвиль великого порядкуабо ВЕП із чіткими межами ці хвилі мають бути практично монохроматичними. У зонах ВЕП відбуватиметься різке зростання (посилення) аналізованих хвильових функцій упг(г,0, а поза їх шириною - зменшення (ослаблення) відповідних виразу (3) поздовжніх псі-функцій упг(г,/)). квадрат модуля квантованих хвильових функцій (наприклад, пси-функцій упг(г,0 згідно (3) до їх інтерференції) відповідає щільності ймовірності (наприклад, виду рм,е= автором було показано, що при п=п„1 для металевого провідника з струмом виконується наближене співвідношення пег/пех^4/(п-2)~3, 5. Саме зазначена поздовжня зміна щільності пе дрейфуючих вільних електронів у провідному матеріалі провідника і призводить до просторового перерозподілу питомої теплової енергії, що виділяється в ньому. в області "гарячих" поздовжніх ділянок) з підвищеною щільністю пег дрейфуючих вільних електронів щільність теплової енергії збільшуватиметься, а поза зонами квантованих ВЕП (в області "холодних" поздовжніх ділянок) зі зниженою щільністю пех дрейфуючих вільних електронів щільність теплової енергії буде зменшуватися. Ця вперше теоретично встановлена автором для металевого провідника з електричним струмом i0(t) особливість тепловиділення перебуває в повній згоді з відомим класичним положенням про те, що при накладенні когерентних плоских електромагнітних хвиль у місцях їх інтерференційних максимумів щільність електромагнітної енергії збільшується, а в місцях їх інтерференційних мінімумів щільність електромагнітної енергії зменшується.
Далі необхідно вказати, що зазначена вище зміна щільності пе дрейфуючих вільних електронів вздовж поздовжньої осі OZ досліджуваного провідника зі струмом ^(() згідно з отриманими квантованими хвильовими функціями у„г(г,/) по (3) і правилу їх квантування (4) буде носити періодичний характер, відповідний порядку чергування утворюються вздовж провідника його відносно "гарячих" і "холодних" поздовжніх ділянок. хв - між зонами ВЕП (див. рис. 1) На кінцях провідника (у місцях їх підключення до силового електричного ланцюга зі змінним (постійним) струмом ^(() або високовольтному генератору біполярного (уніполярного) імпульсного струму великої щільності 50) між крайніми ВЕП і обома кінцями провідника будуть розміщуватися "холодні" крайні поздовжні ділянки шириною Аг„хк. 2п). (6)
Що стосується квантованих поздовжніх координат середин "гарячих" внутрішніх поздовжніх ділянок, то відстані між ними і серединами "гарячих" крайніх поздовжніх ділянок з координатами (6) визначаються з наступного виразу :
г„Ь = 10/п. (7)
З (6) і (7) випливає, що центри ВЕП та "гарячих" поздовжніх ділянок досліджуваного провідника чітко відповідають амплітудам квантованих хвильових функцій у„г(г,/) або квантованих електронних напівхвиль де Бройля довжиною Хе„/2, що визначається за ( 4). При цьому для крайових зон провідника, що розглядається, зі струмом буде виконуватися співвідношення:
^епг /2= ^„г +2 ^пхк = 10 /п. (8)
Для внутрішніх зон провідника зі струмом i0(t) буде справедливо квантоване співвідношення виду:
^епг /2= ^„г + ^пхв = 10/п. (9)
Для розрахункового визначення вхідної в (8) і (9) ширини Агш "гарячих" крайніх і внутрішніх поздовжніх ділянок використовуємо фундаментальне квантової фізики (хвильової механіки) співвідношення невизначеностей Гейзенберга. Тоді для мінімального значення ширини Агш отримуємо:
&„г = е0„е0^ (те^0ш) 1 -1, (10)
де 50т - амплітуда усередненої щільності струму ^), що протікає у провіднику (у першому наближенні §0т=10т/£0); 10т - амплітуда струму ^(/) провідника.
З урахуванням (8) і (10) для розрахункового значення квантованої ширини Аг^, "холодних" крайніх поздовжніх ділянок провідника зі струмом i0(t) маємо: Аг„хк =0,5[ У„- е0„е0к (теъ0ш) 1 -1]. (11)
З (9) і (10) для квантованої ширини "холодних" внутрішніх поздовжніх ділянок провідника, що розглядається, зі струмом i0(t) отримуємо :
^пхв = 10/п е0пе0^ (те^0т). (12)
З атомної фізики відомо, що значення первісної щільності пе0 вільних електронів у металі провідника, що входить до (10)-(12), дорівнює концентрації його атомів Ы0, помноженої на його валентність, що визначається числом неспарених електронів на зовнішніх (валентних) електронних шарах атомів матеріалу провідника (наприклад, для міді, цинку та заліза валентність дорівнює двом). Розрахункова величина концентрації N (м-3) атомів у металі провідника з масовою щільністю е0 до протікання по ньому імпульсного струму ^(/) визначається формулою:
Ж0 = Й?0(Ма-1,6606-10-27)-1, (13)
де Ма - атомна масаматеріалу провідника, що входить до даних періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва і майже дорівнює масовому числу ядра атома металу провідника (одна атомна одиниця маси дорівнює 1,6606-10-27 кг ).
3. ПРИБЛИЖЕНЕ РІШЕННЯ ДЛЯ ХВИЛЬОВОГО РАДІАЛЬНОГО РОЗПОДІЛУ ВІЛЬНИХ
ЕЛЕКТРОНІВ У ПРОВІДНИКУ З СТРУМОМ
Для наближеного опису поведінки ймовірно рухомих, в тому числі і вздовж поточної радіальної координати г до зовнішньої поверхні металевого провідника з імпульсним аксіальним струмом ^((), нерелятивістських дрейфуючих вільних електронів скористаємося раніше отриманим автором аналітичним рішенням відповідного одновимірного часу. вид : у „г (г, /) = ^0г ■ ып(к„гГ) ■ ехр(-г"Юе„гО, (14)
де Л0г=(к/0г0г)-1/2 - амплітуда власної радіаль-
ної хвильової функції у„г(г,/); к„г=пп/г0 - квантоване радіальне хвильове число; юепг=ля2к/(4тег02) -квантована кругова частота власної радіальної хвильової функції у„г(г,/); п=1,2,3,...,пт - ціле квантове число, що дорівнює номеру моди власної радіальної хвильової пси-функції у„г(г,/).
Згідно з розрахунковою оцінкою квантованих радіальних швидкостей уепг=юе„Депг/л дрейфуючих електронів, де %епг=к/(теуепг) - квантована довжина радіальної хвилі (плоської хвилі де Бройля) для вільного електрона можна скористатися співвідношенням:
Vепг = „к/(2т еП)). (15)
З урахуванням (14) і того, що кпг=2%/Хепг можна записати наступне квантовомеханічне співвідношення для радіальних хвильових псі-функцій та електронних напівхвиль де Бройля в досліджуваному провіднику:
„Xепг /2= г0. (16)
Тому на підставі (16) аналогічно (4) правило квантування II радіальних хвильових функцій У„г(г,/) у досліджуваному провіднику з імпульсним аксіальним струмом i0(f) слід сформулювати в такому вигляді: на радіусі г0 металевого провідника з електричним струмом / 0(/) різних видів і АВП має укладатися ціле квантове число п плоских електронних напівхвиль де Бройля довжиною Хепг/2.
У зв'язку з когерентністю плоских радіальних електронних (дебройлівських) напівхвиль довжиною Хепг/2 вони, як і поздовжні електронні напівхвилі де Бройля довжиною Хе„/2 у кристалічній мікроструктурі провідника, в результаті суперпозиції або інтерференції (взаємного накладання) утворюватимуть уздовж зовнішнього радіуса г0 провідника ВЕП. Процес утворення вздовж радіуса г0 даних ВЕП ("гарячих" радіальних ділянок) матиме періодичний характер, радіальний крок якого на довжині Хепг/2 для центральних і зовнішніх зон провідника аналогічно (8) може бути представлений у такому вигляді:
Хепг /2 = ^гпг +2 ^гпхк = г0 /п, (17)
де Аг„г, Агпхк - відповідно ширина щодо "гарячих" та "холодних" крайніх радіальних ділянок провідника з імпульсним аксіальним струмом i0(t).
Для внутрішніх провідних зон провідника аналізований нами крок періодизації освіти вздовж радіуса г0 ВЕП може бути записаний у вигляді:
Хепг /2 = ^гпг + ^гпхв = г0 /п, (18)
де Агх - ширина "холодних" внутрішніх радіальних ділянок провідника з імпульсним струмом i0(t).
Для розрахункового визначення (17) і (18) величини Агпг скористаємося співвідношенням невизначеностей Гейзенберга стосовно локалізуються на "гарячих" радіальних ділянках (ВЕП) провідника дрейфуючих вільних електронів у вигляді : Ар„г > к /(4л), (19)
де Арпг=теуепг=„к/(2г0) - квантована радіальна проекція імпульсу дрейфуючих в кристалічній мікроструктурі провідника вільних електронів.
Тоді на підставі (19) для квантованої мінімальної ширини Агпг "гарячих" радіальних ділянок або ширини квантованих радіальних ВЕП металевого провідника з імпульсним аксіальним струмом i0(t) у прийнятому електрофізичному наближе-
ні отримуємо наступний розрахунковий вираз:
Arnz = r0 / (2лп). (20)
З (20) видно, що ширина Arns "гарячих" радіальних ділянок або ширина радіальних ВЕП провідника виявляється як мінімум (при n = 1) в 2п разів менше його зовнішнього радіусу r0. До речі, така сама математична залежність характерна і для квантованої ширини Azns "гарячих" поздовжніх ділянок по відношенню до довжини l0 провідника зі струмом i0(t).
Використовуючи (17) та (20), для квантованої найбільшої ширини Агтк "холодних" крайніх радіальних ділянок досліджуваного провідника знаходимо:
ЬГгжк = (2я - 1)Г0/(4лп). (21)
З (18) та (20) для квантованої найбільшої ширини Arms "холодних" внутрішніх радіальних ділянок досліджуваного провідника зі струмом i0(t) отримуємо: Arnx6 = (2^ - 1)п /(2го?). (22)
Зі співвідношень (20)-(22) випливає, що "холодні" внутрішні радіальні ділянки металевого провідника з електричним струмом по ширині рівно в два рази перевищують "холодні" крайні радіальні ділянки і (2л-1)~5,3 разів більше ( ширше) його "гарячих" радіальних ділянок. За аналогією з (6) радіальні координати середин ширин Агш "гарячих" крайніх радіальних ділянок провідника дорівнюють:
rnk = Ге/(2п). (23)
Відстань між серединами ширин "гарячих" внутрішніх та крайніх радіальних ділянок провідника визначатиметься квантовим співвідношенням:
rnb = r0/n. (24)
Для "гарячих" і "холодних" радіальних ділянок досліджуваного металевого провідника, як і для відповідних їм за назвою та розглянутих трохи вище його поздовжніх ділянок, буде також виконуватися наступна характерна електрофізична особливість: щільність як вільних електронів, що дрейфують, так і щільність теплової енергії на " гарячих радіальних ділянках або радіальних ВЕП металевого провідника буде помітно вище, ніж на його холодних радіальних ділянках.
Наведені вище вирази (20)-(24) з урахуванням помітно відрізняються температур щодо "гарячих" і "холодних" радіальних ділянок однозначно вказують на можливість радіального розшарування провідних плазмових продуктів, що утворюються від круглого циліндричного металевого провідника при явищі його електричного вибуху (ЕВ). Слід зазначити, що ефект радіального розшарування "металевої" плазми якраз реально і спостерігається при ЕВ навіть тонких металевих зволікань. Крім того, отримані згідно з виразами (4)-(12) і (16)-(24) наближені розрахункові дані можуть говорити про те, що радіальні фракції зазначеної плазми, що виникають при ЕВ круглих металевих зволікань, будуть приблизно в l0/r0 разів менше її поздовжніх фракцій.
4. ЯВА КВАНТОВАНОЇ ПЕРІОДИЧНОЇ МАКРОЛОКАЛІЗАЦІЇ ВІЛЬНИХ ЕЛЕКТРОНІВ У ПРОВІДНИКУ З СТРУМОМ Розрахункова оцінка по (10) ширини Azns "гарячих" крайніх і внутрішніх поздовжніх ділянок металу-
ного провідника з імпульсним струмом /0(0 показує, що для мідного дроту (пе0=16,86-1028 м3 ) при щільності струму 50т=2 А/мм2, характерної для електричних мереж змінного струму частотою 50 Гц, величина набуває значення, що дорівнює близько
1,06 м. При 50т=200 А/мм2, характерної для сильноточної високовольтної імпульсної техніки, ширина, що розглядається, дорівнює вже приблизно 10,6 мм. З цих наведених нами кількісних даних стає зрозумілим, що експериментально виявити прояв хвильових властивостей дрейфуючих вільних електронів у металевих провідниках можна шляхом явного виявлення в них місць формування макроскопічних ВЕП і відповідно "гарячих" крайніх і внутрішніх поздовжніх ділянок, а також "холодних, що проявляються на їх тлі" крайніх та внутрішніх поздовжніх ділянок. Зрозумілим стає і те, що для подібного виявлення в лабораторних умовах квантованих величин Аіпг, Аіпхк і Аіпхв відповідно для "гарячих" і "холодних" поздовжніх ділянок провідника необхідно використовувати потужне високовольтне електроустаткування, здатне генерувати в електричному ланцюзі з досліджуваним металевим провідником порівняно великі імпульси. . Причому такі струми, протікання яких через металевий провідник викликало б інтенсивне нагрівання його матеріалу і особливо провідної кристалічної структури в зоні його квантованих ВЕП.
Наведені вище розділи 2 і 3 теоретичні результати вказують на процеси періодичної макролокалізації дрейфуючих вільних електронів у зонах поздовжніх і радіальних ВЕП досліджуваного провідника з імпульсним аксіальним струмом і0(/). Характерним для даної електронної макролокалізації є те, що вона носить квантований характер, що математично визначається відповідно до виразів (3) і (14) значенням квантового числа п, а фізично - енергетичним станом вільних електронів, що опинилися в мікроструктурі матеріалу провідника в момент подачі на нього електричної напруги. і початку протікання ним електричного струму тієї чи іншої виду. Тому значення квантового числа п для поздовжніх упг(г,/) і радіальних \упг(г,ґ) хвильових функцій, а також для плоских поздовжніх і радіальних напівхвиль де Бройля довжиною Хгпг/2 і Хгпг/2 у мікроструктурі металевого дроту з імпульсним струмом і0(/) матиме імовірнісний (стохастичний) характер. Очевидним для автора є те, що практично чисельне значення квантового числа п завжди дорівнює кількості макроскопічних "гарячих" поздовжніх ділянок (ВЕП) шириною Аіпг, що періодично утворюються вздовж аналізованого металевого провідника довжиною 10 з аксіальним струмом і0(ґ).
5. РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ХВИЛЬОВОГО ПОДОВЖНОГО РОЗПОДІЛУ ВІЛЬНИХ ЕЛЕКТРОНІВ І ОСОБЛИВОСТЕЙ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ У ПРОВІДНИКУ З ІМПУЛЬСНИ
Для здійснення дослідної перевірки поданих у розділах 2 та 3 розрахункових результатів кван-
тованих хвильових розподілів дрейфуючих вільних електронів у циліндричному провіднику з імпульсним аксіальним струмом і0(ґ) найбільш простим, надійним і відповідно доцільним шляхом може служити експериментальне дослідження в ньому поздовжнього хвильового розподілу даних електронів. У експериментах використовуємо жорстко закріплений в розрядному ланцюгу високовольтного генератора імпульсних струмів ГІТ-5С круглий оцинкований (з товщиною захисного покриття А0=5 мкм) сталевий провід , що має наступні геометричні характеристики (рис. 2): г0=0,8 мм; /0=320 мм; 50> = 2,01 мм2. Розряд попередньо зарядженої до постійної зарядної напруги и3Г=-3,7 кВ ємності С/=45,36 мФ (при електричній енергії, що запасається ^/=310 кДж) конденсаторної батареї генератора ГІТ-5С забезпечував протікання через досліджуваний сталевий провід аперіодичного імпульсу струму і0 /), що характеризується наступними АВП: амплітудою /0т=-745 А; тимчасовою формою /т/тр=9 мс/576 мс, де ґт - час, що відповідає струмовій амплітуді 10т, а тр - повна тривалість імпульсу струму; модулем усередненої щільності імпульсного струму, що дорівнює |50т|=0,37 кА/мм2 .
Мал. 2. Загальний вигляд круглого прямолінійного оцинкованого сталевого дроту (г0=0,8 мм; /0=320 мм; Д0=5 мкм; 50=2,01 мм2), розміщеного в повітрі над теплозахисним азбестовим полотном, до протікання по ньому в розрядній ланцюга високовольтного генератора ГІТ-5С аперіодичного імпульсу аксіального струму г"0(/) великої щільності
На рис. 3 наведені результати одного з впливів зазначеного аперіодичного імпульсу аксіального струму тимчасової форми 9 мс/576 мс на металевий провід, що використовується в експериментах.
Мал. 3. Зовнішній виглядтеплового стану оцинкованого сталевого дроту (г0=0,8 мм; /0=320 мм; А0=5 мкм; 5о=2,01 мм2) з одним "гарячим" (зоною ВЕП шириною Аіпг=7 мм посередині дроту) та одним " холодним" крайнім лівим (шириною Аітк=156,5 мм; другий "холодний" крайній правий ділянку зазнав часткової сублімації) поздовжніми ділянками після протікання по ньому аперіодичного імпульсу струму і0(ґ) тимчасової форми 9 мс/576 мс великої щільності (/0т= -745 А; | 50т | = 0,37 кА / мм2; п = 1)
З цих рис. 3 слід, що на довжині /0=320 мм інтенсивно нагрівається уніполярним імпульсним струмом (|50т|=0,37 кА/мм2) оцинкованого сталевого дроту (для його сталевої основи згідно (13)
„ео=2Ао=16,82-1028 м~3 ) у досліджуваному випадку є одна "гаряча" поздовжня ділянка (одна яскраво світиться спучена сфероподібна зона ВЕП посередині проводу, однозначно вказує на те, що п=1) шириною Дг„г= 7 мм (при його розрахунковій ширині по (10) 5,7 мм) і два крайніх "холодних" поздовжніх ділянки (циліндричні перешийки по обох краях дроту, один з яких зазнав часткової сублімації) шириною Дгнхк=156,5 мм (при їх розрахунковій ширині (11) в 157,1 мм). Металографічні дослідження остиглої посередині дроту сфероподібної зони ВЕП показали, що вона містить затверділі фракції скипного (спученого) цинкового покриття (при температурі кипіння для цинку в 907 °С) і розплавленого сталевого підстави проводу (при температурі його плавлення приблизно в 1535). Про це високому рівнітемператури в сфероподібній зоні ВЕП (на єдиному "гарячому" поздовжньому ділянці дроту) свідчить її білий колір гартування (не менше 1200 ° С) і виявлені під нею пропалювання теплозахисного покриття з хризотил-азбесту товщиною 3 мм з температурою його плавлення приблизно 150. На підставі отриманих у цьому випадку (п=1) дослідних даних і виконаних для нього розрахункових квантовофізичних оцінок можна зробити висновок, що в кристалічній мікроструктурі оцинкованого сталевого дроту відбувається суперпозиція квантованих поздовжніх хвильових функцій ^ш(2,(), моди яких характеризуються одним квантовим числом п = 1. У результаті існування у проводі таких мод псі-функцій на його довжині /0=320 мм вміщується лише одна електронна напівхвиля де Бройля, для якої виконується рівність Хе„г/2=320 мм і в зоні її амплітуди (при поздовжній координаті (6) г„к=160 мм) формується тільки один ВЕП або один "гарячий" поздовжній ділянку шириною близько Дг„г=7 мм.
На рис. 4 показані дослідні результати чергового впливу на оцинкований сталевий провід (г0=0,8 мм; /0=320 мм; Д0=5 мкм; 50>=2,01 мм2) уніполярного імпульсу аксіального струму /0(/) тимчасової форми /т /тр=9 мс/576 мс великої щільності (/0т=-745 А; |50т|=0,37 кА/мм2; П3Г =-3,7 кВ; ЖГ=310 кДж). Видно, що в даному дослідному випадку вздовж інтенсивно нагрітого сталевого дроту (для його покриття пе0=2Л/0=13,08-1028 м_3 ) розміщуються вже чотири ВЕП або чотири "гарячі" (дослідною шириною Дг„г=7 мм при їх розрахунковій по (10) ширині в
5,7 мм) і два внутрішніх "холодних" (дослідною шириною Дг„хв=26,9 мм при їх розрахунковій (12) ширині для п=9 в 29,9 мм) поздовжніх ділянки. Слід зазначити, що тут п'ять "гарячих", дві крайні та шість внутрішніх "холодних" поздовжніх ділянок досліджуваного проводу зазнали повної сублімації. Наявність у цьому експериментальному випадку на сталевому дроті, що випробовується, високотемпературних зон ВЕП також шириною Дг„г=7 мм може свідчити про достовірність розрахункової формули (10).
Відповідно (6) поздовжні координати г„к "холодних" крайніх поздовжніх ділянок при цьому склали близько 2„к=320 мм/18=17,8 мм, а розрахункові координати 2„ь по (7) для "гарячих" поздовжніх ділянок будуть приблизно дорівнюють 35,6 мм. Величина п-2„ь долж-
на в даному випадку (п=9) наближатися до довжини /0=320 мм досліджуваного сталевого дроту. З отриманих розрахункових та досвідчених даних видно, що така геометрична умова виконується. Результати останнього досвідутакож наочно показують, що у досліджуваному сталевому дроті має місце періодична макролокалізація дрейфуючих вільних електронів, що викликає появу в його провідній макроструктурі неоднорідного періодичного поздовжнього температурного поля. Досвідчений крок поздовжньої квантованої періодизації такого теплового поля у вказаному сталевому проводі виявився приблизно рівним (Дг„хв+Дг„г)=31,6 мм і трохи меншим відповідного співвідношенням (8) і (9) розрахункового кроку, що становить близько /0/п =35,6 мм.
Мал. 4. Зовнішній вигляд робочого столу генератора ГІТ-5С
і теплового стану оцинкованого сталевого дроту (г0=0,8 мм; /0=320 мм; Д0=5 мкм; 50=2,01 мм2) з чотирма "гарячими" (зонами ВЕП шириною Дгіг=7 мм) та двома "холодними" внутрішніми (шириною Д2га=16,9 мм) поздовжніми ділянками після чергового впливу на нього аперіодичного імпульсу струму г0(/) тимчасової форми 9 мс/576 мс великої щільності (/0т=-745 А; |50т|=0,37 кА /мм2; „=9; решта п'ять "гарячих" і вісім "холодних" поздовжніх ділянок досліджуваного оцинкованого сталевого проводу зазнали повної сублімації)
6. ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА ОЗНАКИ КВАНТОВО-ХВИЛЬНОЇ ПРИРОДИ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ У МЕТАЛЕВОМУ ПРОВІДНИКУ
1. Підпорядкування електрофізичних процесів, що супроводжують протікання електричного струму провідності в металевих провідниках, фундаментальним науковим положенням як класичної фізики, так і нерелятивістської квантової фізики (хвильової механіки) стосовно його носіїв електрики - дрейфуючих вільних електронів. Відповідно до цих класичними положеннямизазначені електрони мають хвильові властивості, які, як показано вище, в металевих провідниках з електричним постійним, змінним або імпульсним струмом різної щільності 50 можуть істотно впливати на протікають в них макроскопічні процеси формування і просторового розподілу в їх однорідному матеріалі струму провідності /0(/ ). Завдяки виконанню даних фізичних закономірностей електромагнітна енергія, що переноситься в кристалічній мікроструктурі досліджуваних провідників дрейфуючими вільними електронами, представляється відповідними квантами (порціями) з певною довжиною електронної хвилі (напівхвилі), а поведінка аналізованих електро-
нов у матеріалі металевих провідників та їх просторово-часові розподіли описуються відповідними квантованими хвильовими у „-функціями (наприклад, у„г(г,/) та у„г(г,/) ).
2. Наявність у внутрішній кристалічній мікроструктурі матеріалу досліджуваного металевого провідника з електричним струмом різного виду квантованих електронних напівхвиль де Бройля, що поширюються вздовж його поздовжньої і радіальної координат. Існування даних плоских дебройлівських електронних напівхвиль у матеріалі провідника випливає з розрахункових співвідношень (4) та (16). Для прикладного випадку поздовжнього хвильового розподілу в круглому оцинкованому сталевому дроті (г0=0,8 мм; /0=320 мм) аперіодичного імпульсу аксіального струму великої щільності (50т=370 А/мм2) існування даних електронних напівхвиль де Бройля було підтверджено автором дослідним шляхом на основі результатів виконаних високотемпературних експериментів, наведених у .
3. Прояв у матеріалі досліджуваного металевого провідника з електричним струмом ефекту суперпозиції (інтерференції) квантованих електронних напівхвиль де Бройля, що призводить до періодичного виникнення вздовж поздовжньої г і радіальної координат координат провідника квантованих макроскопічних ВЕП. Дані ВЕП, своєю чергою, породжують появу у матеріалі провідника щодо " гарячих " і " холодних " поздовжніх і радіальних ділянок макроскопічних розмірів. Просторовий крок періодизації поздовжніх та радіальних ВЕП провідника згідно зі співвідношенням (8), (9), (17) і (18) дорівнює відповідним квантованим довжинам Хе„г/2 і Хе„г/2 електронних напівхвиль.
4. Виникнення у провідній структурі досліджуваного металевого провідника з електричним струмом /0(/) у зонах зазначених вище поздовжніх та радіальних ВЕП явища квантованої періодичної макролокалізації дрейфуючих вільних електронів, що характеризується помітною відмінністю щільностей дрейфуючих вільних електронів, щільностей теплової енергії та відповідно температур Дане явище призводить до виникнення в матеріалі металевого провідника з електричним струмом неоднорідних періодичних поздовжніх і радіальних температурних полів, які можна реально зафіксувати та досліджувати.
1. Отримані дані свідчать про те, що в прямолінійному однорідному круглому металевому провіднику з електричним аксіальним струмом через хвильові властивості дрейфуючих у ньому вільних електронів, що зумовлюють існування в його внутрішній мікроскопічній структурі певним чином квантованих електронних напівхвиль де Бройля, і процесів суперпозиції накладення) даних дебройлівських електронних напівхвиль по всьому провідному об'єму провідника відбувається періодичне формування квантованих поздовжніх і радіальних ВЕП макроскопічних розмірів. Виникаючі при цьому ВЕП
теризуються підвищеними по відношенню до вихідної усередненої електронної щільності пе0 провідника щільностями дрейфуючих вільних електронів і відповідно збільшеними на них значеннями щільностей теплової енергії та температури. Подібний поздовжній і радіальний перерозподіл обсягом провідника зазначених носіїв електрики призводить до появи в його макроструктурі неоднорідного періодичного температурного поля.
2. Представлені результати теоретичних та експериментальних досліджень хвильових електрофізичних процесів, що супроводжують перебіг електричного струму провідності різного виду (постійного, змінного або імпульсного) у металевому провіднику, що розглядається, однозначно вказують на те, що у внутрішній кристалічній структурі досліджуваного провідника через хвильовий характер поздовжнього радіального розподілу в ній дрейфуючих електронів виникає
явище квантованої періодичної макролокалізації вільних електронів Ступінь та характер прояву даного квантовофізичного явища за довжиною та радіусом металевого провідника зі струмом і0(ґ) різних АВП визначається щільністю електричного струму в ньому та енергетичним станом його вільних електронів у момент докладання до провідника електричної напруги та відповідно початку протікання по ньому струму провідності.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Тамм І.Є. Основи теорії електрики. – М.: Наука, 1976. – 616 с.
2. Яворський Б.М., Детлаф А.А. Довідник з фізики. -М.: Наука, 1990. – 624 с.
3. Кузьмічов В.Є. Закони та формули фізики / Відп. ред.
В.К. Тартаковський. – Київ: Наукова думка, 1989. – 864 с.
4. Солімар Л., Уолш Д. Лекції з електричних властивостей матеріалів: Пер. з англ. / За ред. С.І. Баскакова. -М.: Світ, 1991. – 504 с.
5. Баранов М.І. Вибрані питання електрофізики: Монографія у 2-х томах. Том 2, Кн. 2: Теорія електрофізичних ефектів та завдань. - Харків: Вид-во "Точка", 2010. - 407 с.
6. Баранов М.І. Вибрані питання електрофізики: Монографія у 2-х томах. Том 2, Кн. 1: Теорія електрофізичних ефектів та завдань. - Харків: Вид-во НТУ "ХПІ", 2009. - 384 с.
7. Техніка великих імпульсних струмів та магнітних полів / За ред. В.С. Комелькова. - М.: Атоміздат, 1970. - 472 с.
8. Метьюз Дж., Уокер Р. Математичні методи фізики/Пер. з англ. - М.: Атоміздат, 1972. - 392 с.
9. Анго А. Математика для електро- та радіоінженерів: Пер. з франц. / За заг. ред. К.С. Шифріна. - М: Наука, 1965. - 780 с.
10. Баранов М.І. Хвильовий розподіл вільних електронів у провіднику з електричним струмом провідності // Електротехніка. – 2005. – №7. – С. 25-33.
11. Баранов М.І. Енергетичний та частотний спектри вільних електронів провідника з електричним струмом провідності // Електротехніка. – 2006. – №7. – С. 29-34.
12. Баранов М.І. Нові фізичні підходи та механізми при вивченні процесів формування та розподілу електричного струму провідності у провіднику // Технічна електродинаміка. – 2007. – №1. – С. 13-19.
13. Баранов М.І. Евристичне визначення максимального числа електронних напівхвиль де Бройля у металевому провіднику з електричним струмом провідності // Електротехніка та електромеханіка. – 2007. – №6. – С. 59-62.
14. Баранов М.І. Хвильовий електронний пакет провідника з електричним струмом провідності // Електротехніка та електромеханіка. – 2006. – №3. – С. 49-53.
15. Баранов М.І. Основні характеристики ймовірнісного розподілу вільних електронів у провіднику з електричним струмом провідності // Технічна електродинаміка. – 1008. – №1. – С. 8-11.
16. Баранов М.І. Квантовомеханічний підхід при розрахунку температури нагріву провідника електричним струмом провідності // Технічна електродинаміка. – 2007. – №5. -
17. Баранов М.І. Теоретичні та експериментальні результати досліджень з обґрунтування існування у мікроструктурі металевого провідника зі струмом електронних дебройлівських напівхвиль // Електротехніка та електромеханіка. – 1014. – №3. – С. 45-49.
18. Баранов М.І. Хвильовий радіальний розподіл вільних електронів у циліндричному провіднику зі змінним електричним струмом // Технічна електродинаміка. – 1009. – №1. – С. 6-11.
19. Столович Н.М. Електровибухові перетворювачі енергії/За ред. В.М. Корнюшина. - Мінськ: Наука та техніка, 1983. - 151 с.
20. Електротехнічний довідник. Виробництво та розподіл електричної енергії / За загальною ред. І.М. Орлова та ін. - М: Енергоатоміздат, Том 3, Кн. 1, 1988. – 880 с.
21. Баранов М.І. Розрахунково-експериментальне обґрунтування існування дебройлівських електронних напівхвиль у металевому провіднику з імпульсним струмом великої щільності// Вісник НТУ "ХІТ. - 1013. - №60(1033). - С. 3-11.
22. Баранов М.І., Коліушко Г.М., Кравченко В.І. та ін. Генератор струму штучної блискавки для натурних випробувань технічних об'єктів // Прилади та техніка експерименту. – 1008. – №3. – С. 81-85.
23. Електричні кабелі, дроти та шнури: Довідник / Н.І. Білорусов, А.Є. Саакян, А.І. Яковлєва; За ред. Н.І. Білорусова.- М.: Вища школа, 1988. - 536 с.
REFERENCES: 1. Tamm I.E. Основи teorii jelektrichestva. Moscow, Nauka Publ., 1976. 616 p. 2. Яворський В.М., Детлаф А.А. Spravochnik po fizike. Moscow, Nauka Publ., 1990. 624 p. 3. Куз"мічев В.Е. Закони і формули фізики. Київ, Наукова Думка Publ., 1989. 864 p. Баранов М. І. Ізбранні вопроси elektrofiziki: Monografija в 2-х tomah. Tom 2, Kniga 2: Teorija elek-trofizicheskih effektov i zadach .. Kharkov, Tochka Publ., 2010. 407 p. v 2-h tomah. Tom 2, Kn. І: Teorija elektrofizicheskich effektov i zadach . Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2009. 384 p. V.S. Komel"kova. Moscow, Atomizdat Publ., 1970. 472 p. 8. Matthews J., Walker R. Matematicheskie metody fiziki. Moscow, Atomizdat Publ., 1972. 392 p. 9. Ango A. Mate-matika dlja elektro- і radioinzhenerov . Moscow, Nauka Publ., 1965. 780 p. 10. Баранов М.І. Волнове розповсюдження вільних електронів у проводнику з електро-трічеським током провідності. Elektrotehnika - Electrical Engineering, 2005, no.7, pp. 25-33. 11. Баранов М.І. Енер-гетіческій і частіший спектр вільних електронів проводника з електричним струмом провідності. Elektro-tehnika - Electrical Engineering, 2006, no.7, pp. 29-34. 12. Баранов М.І. Нові фізичні підходи і механізми при вивчення процесів формування і поширення електричного струму провідності в провіднику. Технічна електродинаміка - Технологічні електродинаміки,
2007, no.1, pp. 13-19. 13. Баранов М.І. Евристичне запобігання максимальному "чому електронним полувольним де Бройлья в метал-лічеському проводнику з електричним струмом провідності. Електроніка і електротехніка - Electrical engineering & electromechanics, 2006, no.3, pp.49-53 1З. Баранов М.І. Електродинаміки, 2008, № 1, pp.8-12 16. Баранов М.І., Квантовомеханічний підхід при зростанні температури нагрівного проводника електричним струмом провідності. М. І. Теоретичні і експериментальні резолюції дослідження по обосно-ванію сушествавання в мікроструктурі металічного провідника з струмом електронних дебройлевских полувольн. Elektrotechnika i elektromechanika - Electrical engineering & electromechanics, 2014, no.3, pp. 45-49. 18. Баранов М.І. Volnove radial'noe розповсюдження slobodних електронів в cilindricheskom provodnike з перемінним електричним струмом . Technichna elektrodynamika - Technical electrodynamics, 2009, no.1, pp. 6-11. 19. Stolovich N.N. 151 p. 20. Elektrotehnicheskij spravochnik. Proizvodstvo i розрозподілу elek-tricheskoy energy. Tom Z, Kniga I . Moscow, Ener-goatomizdat Publ., 1988. 880 p. 21. Baranov M.I. тронних полуволн в металіческом проводнику з імпульсним током бувшої plotnosti. Visnyk NTU "KhPI" - Bulletin of NTU "KhPI", 2013, no.60 (1033), pp. 3-12. 22. Баранов М.І., Коліушко Г.М., Кравченко В.І., Недчельскій О.С., Днищенко В.Н. Генератор тока художньої molnii dlja натурних іспи-таній технічних объектов. Приборы и техника экsperimenta - Instruments and experimental techniques, 2008, no.3, pp. 81-85. 23. Бєлоруссов Н.І., Saak-jan A.E., Jakovleva A.I. Електронічні kabelи, провода і шнури: Спра-вохнік. Moscow, Ener-goatomizdat Publ., 1988. 536 p.
Вступила (received) 05.02.2014
Баранов Михайло Іванович, д.т.н., с.н.с.,
НІПКІ "Блискавка" НТУ "ХПІ",
61013, Харків, вул. Шевченка, 47
тел/phone +38 057 7076841, e-mail: [email protected]
Scientific-&-Research Planning-&-Design Institute "Молнія"
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"
47, Shevchenko Str., Kharkiv, 61013, Україна Quantum-wave природа електричного поточного в металевому conductor і деякі його electrophysical macro-phenomena.
Пов'язані елементи результатів теоретичного і experimental research on wave longitudinal and radial distribution of drifting free electrons in round homogeneous metallic conductor with pulse axial current. Наслідки показують quantum-wave характер електричної напруги поточного потоку в conductor examined, які результати в phenomenon quantized periodic macrolocalization of free electrons в conductor inner structure.
Key words - механічний conductor, electric current, drifting free electrons, electronic half-waves, phenomenon of macro-localization of electrons.
