Чтобы построить мотор, ротор должен быть окружен рядом постоянных магнитов. В целом ряд магнитов называется “статором”, ибо остается статичным или неподвижным. [Примечание: на вышеприведенной схеме (более сложная конструкция, чем необходима для обсуждения) показаны электромагниты, используемые вокруг постоянных магнитов в статоре.] Обычно ротор имеет цилиндрическую форму, а магниты статора подгоняются к нему очень точно; но они не должны его касаться, ибо это будет затруднять свободное вращение ротора.
А теперь переходим к забавной части — процессу, который заставляет ротор вращаться. Когда в роторе через медную проволоку пропускается электрический ток, она намагничивается. Вращающаяся магнитная сила магнитов статора будет толкать ротор в противоположном направлении, вынуждая его двигаться. (См. следующий рисунок.) Постоянно вращающееся магнитное отталкивание заставляет ротор вращаться. И чем больше электрического тока вы пропускаете через центральные катушки, тем быстрее будет вращаться ротор на своей оси, питая прибор, например, такой как электрический вентилятор.
Чтобы по-настоящему понять, как осуществляется вращение, понадобится объяснить ситуацию более подробно. Вернувшись к схеме Э и Б-поля, можно ясно видеть, что магнетизм естественно движется под углом в 90° к движению волны. Хорошо известно, что поток движется от северного полюса магнита к южному. Как мы говорили раньше, Фарадей открыл следующее: двигаясь в пространстве, все магнитные поля вращаются. Благодаря спиралевидному движению север-юг, вы можете получить постоянно вращающееся магнитное поле между двумя магнитами статора, ибо один его магнит будет северным полюсом, а другой — южным. При наличии постоянного вращения между ними, ротор можно сбалансировать так, чтобы с двух сторон его постоянно “толкало”вращательное движение между двумя магнитами статора. На нижеприведенной схеме это объясняется наблюдением того, как “индуцированный электрический ток” (просто термин для электричества, пропущенного через электромагниты в роторе) работает в противоположном направлении к спиралевидному вращающемуся потоку, возникающему между магнитами статора.
Схема движения внутри электромагнитного мотора.
5.6 ГЕНЕРАТОРЫ РАБОТАЮТ ТОЧНО ТАК ЖЕГенератор работает по тому же принципу, только наоборот. В этом случае, имеется источник механической энергии, такой как колесо, вращаемое энергией текущей из речки воды, которая будет вращать ротор без электрического тока. Благодаря Закону Ленца, проводящая медная проволока внутри ротора будет забирать магнетизм у магнитов статора, и превращать его в электричество. Именно “собранная электромагнитная энергия” создает ток в проволоке и вырабатывает электричество. Этот простой принцип отвечает за работу гидроэлектростанций, когда большая река или водопад обеспечивают механическую энергию для вращения турбины, которая, в свою очередь, вращает ротор.
Традиционные ученые никогда не задаются вопросом, почему электричество может генерироваться движением проводника в магнитном поле. Это считается просто принципом электромагнетизма, ему приписывается математическое уравнение, и его оставляют в покое. Однако самый простой закон сохранения энергии утверждает, что энергия никогда не возникает и никогда не исчезает. Если это истина, тогда магнит сам по себе не может создавать энергию, она должна откуда-то приходить. И все же, постоянный магнит невероятно долговечен и продолжает испускать магнетизм свыше 1000 лет, без каких-либо значимых признаков потери. Вы можете получать из него столько электричества, сколько хотите, но умрут многие поколения, прежде чем он покажет хоть легкий признак износа. Никто никогда не заботится о замене статоров в электромагнитном моторе.
Еще одно интересное свойство магнитов следующее: если вы потрете их над не намагниченным куском металла, всегда в одном направлении и никогда не наоборот, это намагнитит металл. Обычно это проделывается с отвертками для притягивания шурупов, чтобы не терять шурупы, пока они вставляются или убираются. Современная теория, объясняющая намагничивание металла, такова — магнитная энергия, теоретически накапливающаяся в магните со дня его создания, просто передается металлу. Однако после этого сам магнит не становится слабее, чем раньше! Вы можете намагнитить столько объектов, сколько хотите, и представляется, что магнит не подвергался никакому воздействию. Поэтому, в очень реальном смысле, современная физика рассматривает магниты как нечто невероятное — источник постоянной, неисчерпаемой энергии. Если энергия “накапливается внутри” самого магнита, то откуда она приходит, и почему никогда не рассеивается?
5.7 МИФ О РАЗРЕЗАНИИ ПОТОКАКогда под листом бумаги помещается магнит, и на бумагу насыпаются железные опилки, вы увидите серии концентрических круговых линий, выходящие из северного полюса и входящих в южный полюс. Их называют “магнитными силовыми линиями”; они представляют собой спиралевидные поля, окружающие магнит. Современная теория утверждает: когда вы проводите проволоку или проводник над магнитом, электричество генерируется процессом, известным как “разрезание силовых линий”. Иными словами, считается, что, проходя над линиями потока, проволока “разрезает” эти линии, а текущая по ним энергия переходит в проволоку. Такое положение принимается за аксиому, и никто и никогда не удосужился задуматься, что такая модель может быть не верной. Хотя квантовые физики допускают, что атомы состоят из частиц, никто и никогда не менял уравнения электромагнетизма, трактующие его как текущее (да, эфирное) поле энергетических волн, которое можно “разрезать”. Часть теории, касающаяся текущего эфира, верна, а “разрезание” нет, что мы и увидим.
Сейчас вспомните следующее: в теории, чтобы происходило разрезание силовых линий, должны существовать две разные скорости движения: одна для проволоки (или проводника), другая — для магнита. Вы можете либо стационарно установить магнит и двигать проводник, либо стационарно установить проводник и двигать магнит. В любом случае предполагается, что относительное движение между проводником и магнитом “разрезает” силовые линии и генерирует электрический ток. Если вы двигаете и магнит, и проводник одновременно, вы не можете “разрезать” силовые линии, и генерирование электричества в проводнике невозможно. Это напоминает поговорку о морковке, подвешенной перед ослом; не важно как быстро пытается бежать осел, чтобы дотянуться до морковки, его зубы никогда в нее не вонзятся, ибо и осел и морковка движутся с одинаковой скоростью!
5.7.1 ЦЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ФАРАДЕЯНравится нам это или нет, сейчас есть новая информация, вынуждающая выбросить за окно всю модель “разрезания потока” и относительного движения между проводником и магнитом, или, по крайней мере, подвергнуть эту модель значительным изменениям. Ибо д-р Брюс Де Пальма напоминает: электрический ток может генерироваться и тогда, когда и проводник и магнит движутся с одинаковой скоростью, что устраняет любую возможность “разрезания” потока силовых линий. Потому что, если магнит движется, то согласно обычной теории, силовые линии должны автоматически двигаться вместе с ним. Эти странные и интересные средства получения электричества были открыты известным пионером физиком Фарадеем 26 декабря 1831 года, но до Де Пальмы никто не обращал на них внимания.
Медный диск зацентрован на верху цилиндрического магнита, лежащая сверху бумага — помеченный полюс; магнит устанавливается так, чтобы вращаться с помощью струны; к краю диска и оси медной пластины подсоединены проволоки гальванометра. Когда магнит и диск вращались, помеченный конец нити смещался к востоку.
Такое смещение совпадает с тем, как будто медь двигалась, а магнит оставался в покое. Движение магнита не создает такой эффект, как движение меди: Вращающийся и стационарный магнит оказывают один и тот же эффект.
Затем диск убирался от магнита и оставался в покое, в то время как магнит вращался; но в этом случае гальванометр ничего не показывал. Представляется, что в металлической цепи, в которой появляется ток, части цепи должны двигаться с различными угловыми скоростями. Если они будут двигаться с одинаковыми угловыми скоростями, то есть, когда обе части являются внешними по отношению к магниту, ток не генерируется.
Эксперимент Майкла Фарадея[20]
с вращающимся магнитом
26 декабря 1831 года
Предположение Де Пальмы очень легко доказать, что он и делал это много раз. Чтобы вырабатывать электричество без всякого “разрезания силовых линий”, вам не нужно ничего, кроме одной вращающейся части, “магнит статора” вовсе не нужен. И это останавливало большинство инженеров от дальнейших исследований. Верят, что в генераторе всегда должны быть, по крайней мере, две части: стационарный магнит или магниты и вращающийся ротор с намотанной на нем проволокой. В показанном выше эксперименте Фарадея, он взял цилиндрический магнит в форме свечи, оба его конца абсолютно плоские, и прикрепил над верхним концом тонкий кусочек бумаги. Над бумагой он закрепил плоский в форме монеты медный диск, в несколько раз шире, чем цилиндр, По своей природе медь хорошо проводит электричество, если, конечно, есть, что проводить. Поскольку обе части (диск и магнит) скреплены вместе, у них нет иного выбора, кроме как вращаться с одинаковой скоростью, поэтому не может возникать никакого “разрезания силовых линий”.