Введение

         В настоящий момент, фундаментальные причины, вызывающие проявление силы Ампера до конца не ясны, несмотря на существование множества гипотез и предположений. Общепринятая форма описания механизма пондеромоторных сил изложена в [1]. Одной из разновидностей пондеромоторных сил являются силы давления электромагнитных волн (передача импульса и момента импульса телу при поглощении, отражении и преломлении электромагнитных волн), в частности давление света и эффект Садовского [2]. В этой связи, в настоящей статье при описании эксперимента используется понятие силы Ампера, для более конкретного определения силы, фигурирующей в эксперименте.

         Цель эксперимента

         Цель эксперимента заключалась в измерении сил, действующих на проводник – медный цилиндр, находившийся в скрещивающихся под прямым углом электрическом и магнитном полях при некоторых условиях эксперимента.

         Условия эксперимента

         Проводник был помещён между двумя противоположными полюсами постоянных магнитов и при этом соединён жёсткой связью (каркасом из диэлектрика с относительной магнитной проницаемостью близкой к 1) с постоянными магнитами, таким образом, что с точки зрения механических нагрузок, постоянные магниты и проводник представляли единое целое. Схема эксперимента представлена на рис. 1.

Дополнительные условия эксперимента:

- сверхвысокая плотность тока, пропускаемого через проводник, а именно 1364 А/см² (в интервале до 5 секунд);

- постоянные магниты NdFeB с остаточной индукцией на поверхности (по паспарту магнитов) 1,4 Тл;

- магнитная индукция, обеспечиваемая магнитами в области прохождения оси проводника – не менее 0,1 Тл;

- диаметр проводника 7 мм;

- длина проводника 100 мм;

- материал проводника медь марки М1;

- источник электрического поля – аккумулятор постоянного тока «FireBall 6СТ-55А3» на 12В, 55А*ч;

- пусковой ток аккумулятора: 430 А;

- пиковый пусковой ток аккумулятора (до 5 секунд) 2100 А;

- токовводы – медные провода на 500 А;

- электронные весы:

- цена деления 1 г,

- предел измерений весов 5000 г.

Рис. 1 Схема эксперимента

1 – аккумулятор; 2 – токовводы; 3 – коммутационный аппарат; 4 – каркас из диэлектрика; 5 – кронштейны; 6 – проводник (медный цилиндр); 7 – нагрузочная часть проводника; 8 – постоянные магниты; 9 – электронные весы; 10 – стол.

Рис. 2 Вид взвешиваемой части и схема действующих сил.

1 – каркас из диэлектрика (проводник проходит через отверстие); 2 – постоянные магниты; 3 – нагрузочная часть проводника; 4 – основание, контактирующее с весами.

         Проведение эксперимента

         Масса собранной схемы (без замыкания электрической цепи) первоначально была измерена 10 раз и составила 263 г. При замыкании электрической цепи (протекании тока сверхвысокой плотности) таким образом, что сила Ампера была направлена вверх, масса всей конструкции составила по результатам 10 измерений 248 г. Важно отметить, что при размыкании цепи, масса в течение долей секунды, принимала прежнее значение, которое было зафиксировано до замыкания цепи – 263 г. При смене направления тока (перемене местами клемм на аккумуляторе), оставляя без изменений крепления кронштейнов, сила Ампера была направлена соответственно вниз, масса взвешиваемой части составила по результатам 10 измерений 275 г. Стоит отметить, что при размыкании цепи масса в течение долей секунды принимала прежнее значение – 263 г, которое было зафиксировано до замыкания цепи. Не менее важным является тот факт, что на протяжении всего эксперимента участки токовводов, в которых могли возникнуть «паразитные» пондеромоторные силы не меняли своего положения в пространстве, то есть при смене направления токов участки были зафиксированы на кронштейнах.

         Краткие выводы

         Зарегистрировано отсутствие равенства между силой Ампера F_A и реакцией R на силу Ампера со стороны всей системы, находящейся на весах (рис. 2). Разнице между силой Ампера и реакцией на силу Ампера автором было дано название «дельта эффект». При небольшой плотности тока и малой напряжённости магнитного поля, сила Ампера F_A1 вызывает силу реакции равную ей по величине: F_A1=R (рис. 2). С ростом плотности тока и напряжённости магнитного поля между силой Ампера и реакцией появляется разность Δ. При рассмотрении данной разности в виде силы, её направление всегда совпадает с направлением действия силы Ампера.

                                                                                                           Δ=F_A-F_A1,                                                                                                                   (1)

где F_A – сила Ампера при наличии дельта эффекта  (рис. 2).

         Установлено, что величина эффекта напрямую зависит от значения плотности тока и от напряжённости магнитного поля. Так же установлено, что ниже определённого значения плотности тока и напряжённости магнитного поля, эффект не может быть обнаружен из-за малости его величины (F_A=F_A1).

1. Тамм И. Е., Основы теории электричества, 10 изд., М., 1989;
2. Соколок А. А., Введение в квантовую электродинамику, М., 1958.

Все статьи автора «Skorobogatov»