Уравнения Максвелла и токи смещения
Уравнениям Дж. К. Максвелла предшествовали и сопутствовали научные труды других учёных. В 1858 г. Гельмгольц показал, что если магнитную индукцию сравнить со скоростью идеальной жидкости, то электрические токи соответствуют вихревым нитям в жидкости. Через два года Кирхгоф развил эту концепцию (116, с. 333). В 1870 г. Максвелл согласился с концепцией Гельмгольца. В 1893 г. У. Томсон считал, что энергия, сопутствующая всем электрическим и магнитным явлениям, — это в конечном итоге кинетическая энергия эфира. Причём, её электрическая часть представлена вращением эфира внутри полых вихревых трубок и вокруг них, а магнитная часть является энергией дополнительного возмущения, возникающего при движении трубок. Он считал, что «инерция последнего движения вызывает индуцированную электродвижущую силу» (116, с. 375-376).
Уравнения Максвелла неизменно подтверждаются эмпирическими фактами электродинамики. Не исчерпались они и в квантовом вакууме, но только в диапазоне динамически равновесных преобразований двух видов энергии, в котором неравновесной высокочастотной составляющей сконденсированной энергией, вследствие «грубости масштаба анализа», можно пренебречь. Но и в этом случае уравнения Максвелла характеризуют лишь некоторые «статические качества» неравновесной составляющей токов несконденсированной энергии как фундаментальное свойство квантового вакуума. Любые изменения параметров токов сконденсированной энергии приводят к появлению т. н. токов смещения — I. Бессонов (115, глава 22), как реакция квантового вакуума индуцированным излучениям в форме конденсации энергии на нарушение его симметрии квантами сконденсированной энергии.
— Первое уравнение Макс"л, г"а _
—
в/
выражает связь между ротором напряжённости электрического поля Н, плотностью тока 8 и плотностью тока электрического смещения да
ас
в той же точке. Л. А. Бессонов полагает, что физический смысл уравнения состоит в том. что всякое изменение электрического смещения (ток смещения) да
_
во времени в некоторой точке поля вызывает вихрь rotH (115, с. 140). Эго подтверждено экспериментально.
— Второе уравнение — flff
ТЫК —— .
а
Его физический смысл (по Бессонову) в том, что всякое изменение магнитного ПОЛЯ во времени в какой-либо точке поля возбуждает вихревое электрическое поле. По сравнению с первым уравнением неполнота второго уравнения усилилась, вследствие отсутствия в нём плотности тока другой инвариантной формы энергии, т. е. несконденсированной энергии^которая приборами не регистрируется явно.
— Третье уравнение divB = 0. Оно характеризует математическую замкнутость линий полного тока, выражает принцип непрерывности магнитного потока, несмотря на провозглашенную квантованность в динамике токов всех форм энергии, но в достаточно малом. В новой энергетической концепции, в достаточно грубых масштабах анализа, уравнение свидетельствует о пренебрежении малыми иррациональными остатками сконденсированной энергии и неинвариантностью преобразований электрической и магнитной энергии, несмотря на то, что благодаря именно неинвариантности, или зарядовой асимметрии, электрическое и магнитное поля существуют.
Четвёртое уравнение divD = рсв:Ь:он — выражает связь между истоком вектора D и плотностью свободных зарядов в точке и свободно от недостатков третьего уравнения.
— Реальные процессы оказались богаче описываемых, поэтому в электродинамике четыре уравнения Максвелла дополняют теоремой Умова-Пойнтинга, благодаря которой уравнения становятся пригодными для анализа сконденсированной энергии и в квантовом вакууме. Согласно теореме произведение векторов Е и Н образует третий вектор Пойнтинга П = [ЕЩ, имеющий размерность мощности, отнесённой к единице поверхности, ортогональный двум названным векторам. Из этого следует, что вектор Пойнтинга характеризует ток загадочной несконденсированной энергии через элементарный участок солитона, которая в уравнениях Максвелла становится вполне материальной и даже измеримой. К этому добавим, что благодаря теореме Умова-Пойнтинга нам удалось установить взаимосвязь между сконденсированной и несконденсированной энергиями в виде аналитических формул взаимосвязи всех фундаментальных физических констант (11). Речь идёт о динамически равновесных процессах, поэтому теорема Умова-Пойнтинга в старой энергетической концепции трактуется как уравнение энергетического баланса сконденсированной энергии, которое, тем не менее, в новой концепции «нуждается» в дополнительных членах — производных энергии высоких порядков, что реализовано в предложенных нами математических моделях токов энергии.
Л. А. Бессонов обратил внимание на то, что вектор Пойнтинга характеризует транзит энергии через объём диэлектрика в направлении, ортогональном токопроводящей среде, и показал, что электромагнитная энергия от места её генерирования передаётся к месту потребления не по проводнику, а по диэлектрику. Провода в линиях электропередачи выполняют двоякую роль: они являются каналами, по которым проходит ток, и организаторами структуры поля в диэлектрике.
В новой энергетической концепции из этого следует вывод: в любой линии электропередачи электрический ток имеет место только потому, что линия вместе с окружающим диэлектрическим пространством представляет собой гигантский электрический конденсатор с бесконечно большой ёмкостью. Процитируем Бессонова (115, с. 146-147). «Вся поступающая к приёмнику энергия передаётся по диэлектрику. По жиле и оболочке энергия к приёмнику не передаётся. Более того, если учесть, что проводимость материала жилы конечна и напряжённость электрического поля в жиле и оболочке направлена по току и не равна нулю, то нетрудно убедиться в наличии потока вектора Пойнтинга через боковую поверхность провода внутрь провода, т. е. провода сами потребляют из диэлектрика энергию на покрытие тепловых потерь».
Таким образом, согласно Бессонову, из уравнений Максвелла следует, что электроэнергия течёт не по токопроводу, а в ортогональном направлении, т. е. через изоляцию, поскольку любой «постоянный ток» представляет собой «высокочастотную дискретную сущность», частота которой слишком велика для регистрации. Эго означает, что в общем случае конденсатор в цепи постоянного тока означает простой разрыв в линии электропередачи, который в цепи переменного тока его движению не препятствует, благодаря наличию токов смещения, возникающих благодаря диэлектрику в конденсаторе.
По сути математического содержания, Бессонов излагает вопрос об аналитичности и дифференцируемости функций энергии, замаскированной в уравнениях Максвелла в символах D, Н, В, Е, а ток смещения — это функция квантового вакуума. Парадокс этого утверждения в том, что для реализации такого предположения в уравнение необходимо ввести производные второго, третьего и др. возрастающих порядков. После этого математические свойства физического объекта восстанавливаются, но существенно усложняется физическое содержание производных. Очевидная «математическая несимметричность» уравнений подтверждает несимметричность и неинвариантность физического содержания преобразований двух видов энергии относительно зарядовой асимметрии сконденсированной компоненты энергии, в качестве которой следует рассматривать все формы, параметры и количественные значения материи вещественного мира. Это обусловлено масштабной разнородностью преобразующихся параметров, которая, в свою очередь, работает как обратная логическая связь, существенно ограничивающая математические свойства производных. Уравнения Максвелла, как математический объект, — это также типичный пример того, как наполнение физическим содержанием ограничивает его математические свойства.
В любой энергетической концепции электромагнитная индукция — это возникновение электродвижущей силы в проводящем контуре, находящемся в переменном магнитном поле. Согласно закону Фарадея элекмродвижущая сила индукции в контуре прямо пропорциональна скорости изменения мощности тока магнитной энергии (второй производной тока энергии как функции квантового вакуума) через поверхность, в ортогональном к ней направлении.
Классическое проявление электромагнитной индукции, как неравновесного процесса, наблюдается при размыкании электрической цепи. Наблюдается электромагнитный импульс большой мощности, который может превышать мощность источника питания и который в старой энергетической концепции (по Бессонову) можно объяснить как возврат электроэнергии из окружающего пространства, как гигантского конденсатора. При этом возникает электродвижу щая сила и ток смещения, направленные против обнуления разности электрического потенциала в цепи. Мощность импульса «постепенно», по экспоненциальному закону убывает до нулевого значения. Это явление самоиндукции — как проявление необъяснимого фундаментального свойства квантового вакуума, ещё «более первичного», чем закон сохранения энергии, поскольку локально нарушает его. Квантовый вакуум реагирует индуцированным излучением на нарушения его симметрии любыми по физической природе формами и количествами сконденсированной энергии.
В переменном электрическом поле возникновение потенциала, вызывающего появление смещения тока, называют запаздывающим потенциалом. Физическое содержание этих понятий подтверждает тот факт, что поскольку электромагнитная волна распространяется с конечной скоростью v, то расстояние R она пройдёт с запаздыванием по времени t=Rv, а в новой энергетической концепции — ещё и с замедлением, характеризуемым бесконечной последовательностью производных энергии возрастающих порядков. Это обусловлено зарядовой асимметрией сконденсированной энергии, как в частице, так и в среде вакуума, с которой она взаимодействует, в зависимости от плотности энергии в частице.
Земля, как и любая элементарная частица, переизлучается квантовым вакуумом как «резонансный отклик» квантового вакуума, но с запаздыванием (115, с. 201). Переизлучение всегда сопровождается излучением «шлейфа» квантов энергии с возрастающими частотами и плотностями квантов, вследствие ветвления сконденсированной энергии. Они распространяются в пространстве с разной скоростью. С уменьшением диаметра солитона скорость движения квантов в его пространстве убывает быстрее. С увеличением размеров солитона происходит обратный процесс изменения скорости.
По достижении квантами сконденсированной энергии критических значений их плотность увеличивается и проявляется в виде импульса лавиной конденсации. В электродинамике это названо явлением самоиндукции. Лавинная конденсация неизбежно прекращается вследствие того, что нарастающая плотность сконденсированной энергии работает в качестве отрицательной обратной связи, восстанавливая автоколебательное равновесное состояние или переводя его в новое равновесное состояние.
Явление смещения тока индукции — фундаментальное свойство всех форм сконденсированной энергии, как в динамике, так и в статике. В статике явление смещения отображено в зарядовой асимметрии материи вещественного мира, функции которой выполняют все параметры сконденсированной энергии, относительно которых материя переизлучается квантовым вакуумом. Это подтверждается множеством эмпирических фактов физики. Приведём в примечании несколько примеров.
Примечание. Токи смещения в статике. Электромагнитные свойства таких материалов, как электреты, термо-, сегнето-, магнето-, хемо-, пьезоэлектрики и др. и обратные им свойства, возникающие как следствие электростатической индукции, проявляющиеся при помещении материала в постоянное электрическое поле. Всё это явления одной энергетической природы, но проявляемые в разных геометрических масштабах равновесного преобразования двух видов энергии в материалах — как зарядовая асимметрия. Это следствия статических нарушений стохастических преобразований. Статическая нагрузка любой физической природы на любые формы материалов, как сконденсированной энергии, приводит к изменению в них энергетического потенциала, относительно которого в любом материале на высоких частотах происходят преобразования двух видов энергии. В отличие от электропроводящих материалов, всякого рода электреты после снятия внешнего поля могут сохранять поляризованное состояние долго, т. к. никакие статические состояния сконденсированной энергии не приводят к значимым избыточным конденсациям энергии.
Известно, что импульс лавинной конденсации, возникающий при разрыве электрической цепи, мощность которого на многие порядки может превышать мощность «статического» источника электропитания. Что необходимо сделать для практического использования дополнительной разности потенциала, заключённого в кратковременном импульсе мощности, возникшего как бы из «ниоткуда»? Не следует ждать, когда импульс «потухнет» сам собой. Необходимо его прервать задолго до выравнивания потенциала, создаваемого источником питания. Разрыв цепи лучше всего сделать в точке максимальной мощности импульса, вследствие чего кратковременно возникнет избыточная мощность, превышающая мощность внешнего источника питания. Эту схему мы обсуждали при обсуждении рис. 6. Подобная схема конденсации энергии квантового вакуума реализована в генераторе Нельсона (112), работу которого мы описали в книге (11). Патент в приложении. В генераторе Нельсона организовано высокочастотное прерывание электрической цепи. Введение в систему высокочастотного переключателя означает, что преобразование двух видов энергии происходит относительно электрического потенциала, который многократно может превысить потенциал, создаваемый источником питания. Вследствие этого возникает дополнительная конденсация носителей заряда, например, электронов.
Что происходит в период разрыва электрической цепи? Ветвящиеся цепочки «иррациональных квантов», убывающих по размерам и возрастающих по плотности сконденсированной в каждом из них энергии электричества, создают в определённых масштабах (именно вследствие ветвления токов) критические значения их суммарной плотности. Эго приводит к импульсу лавинной конденсации, мощность которого затем экспоненциально убывает до нуля. Нарастающая плотность дополнительно конденсирующейся энергии «тушит» этот процесс, вследствие расхождения в суперпозиции множества первоначально резонансных квантов фаз, плотностей и пропорций двух видов энергии. Эмпирические факты нанотехнологий свидетельствуют о том, что в наномасштабах подобные импульсы возникают примерно через каждые ~ 1000 актов ветвления. Будучи эмпирическими проявлениями лавинной конденсации, они, тем не менее, могут быть легко пересчитаны для любых масштабов (частот) преобразования энергии по аналитическим формулам главы 6.
В конкретной конструкции электрической схемы дополнительная мощность снижается вследствие большой инерционности (большими индуктивными, ёмкостными и реактивными сопротивлениями) и слишком медленной скоростью размыкания цепи и др. Поэтому все электрофизические параметры конструкторскотехнологических элементов генератора аномальной энергии должны быть согласованы. Все они должны быть приведены в один из диапазонов масштабов (частот) преобразований двух видов энергии или к целочисленным кратностям преобразований, к одному времени релаксации физических свойств элементов, т. е. синхронизированы, т. е. приведены в резонансное состояние. Любая несогласованность фазовых состояний элементов системы снижает снимаемую мощность конденсации. Аналогичные схемы получения дополнительной энергии реализуются в известных генераторах аномальной электроэнергии и энергии в других физических формах. Наибольшая мощность конденсации энергии обеспечивается при использовании минимально возможной плотности рабочей среды и минимально возможных квантов сконденсированной энергии.