Летающее устройство без отброса массы

[densaface]

nds в сообщении #1490476 писал(а):

densaface
Заряд в 1Кл вращается по окружности диаметром 1м перпендикулярной линиям напряжённости магнитного поля земли.
Вертикальная неоднородность поля по вашим прикидкам $~10^{-11}$Тл (горизонтальная, по-моему, будет на много больше, например в районе Курской аномалии).
При скорости 1 рад/сек тяга за счёт разности сил лоренца будет порядка $10^{-11}$Н.

Чего реально можно достичь?
Добавим заряда до 1000Кл и пустим его через провод по окружности – получили ток 1000А.
Провод с током 1кА(легко достижимо) вращающийся со скоростью 1000 об/сек (вроде и центрифуги такие есть) создаст тягу уже на 6 порядков больше $~10^{-5}$H.
Увеличить тягу, например, ещё на 6 порядков можно подняв напряжение в цепи тока до 1кВольт ($eU=mV^2/2$).
Получится вращающийся плазменный шнур. Сам шнур очень лёгкий, но система его обслуживающая уже похожа на Токамак. А тяга всего то 10Н.

Теперь скажите где я ошибся?

Пойдет как принцип перемещения шаровой молнии, наверно.

Хорошая попытка, но нет, ток хоть и течет в проводнике, но проводник в целом электронейтрален, так что его вращение не приведет к вращению избыточного заряда. Я Вашу логику понял, Вы как бы помогаете заряду двигаться быстрее вращением. Даже можно было бы крутить сверхпроводник, еще эффективней, но нет, вместе с движением проводника Вы двигаете и положительно заряженный остов, который будет создавать такую силу, которая "съест" весь выигрыш от ускорения течения тока.

-- 02.11.2020, 22:27 --

Emergency в сообщении #1490457 писал(а):

densaface в сообщении #1490384 писал(а):

Мне интересны основания, из чего Вы так считаете?

Основания элементарные - если через проводник длиной $l$ и сечением $S$, содержащий $n$ электронов проводимости за время $t $ протекает $n$ электронов, то их скорость $v=l/t$

Так все таки я прав, что проводник зарядится, использовав все свободные электроны? Мне же больше и не надо. Это же моя цель) То, что большой взрыв будет в случае пробоя, это уже дело десятое, мне кажется, обеспечить безопасность этого будет проще при надлежащем исполнении установки.

Emergency в сообщении #1490457 писал(а):

densaface в сообщении #1490384 писал(а):

Хиросима отдыхает) Все то Вы верите байкам из склепа) Мне это больше напоминает моделирование сферического коня в вакууме. Ну срелаксирует заряд, выделится тепло, пусть металл расплавится даже. Да даже можно посчитать выделившееся тепло, 10^4 Кл на см^3 максимальная концентрация заряда, движется со скоростью пусть 1 см в секунду, т.е. ток 10^4 А, напряжение на 1 см длины проводника 1 В (100 В на 1 метре), мощность тепловыделения 10^4 Вт. Мы до этого считали максимальная плотность заряда до 10^11 А/см^3, но я так понимаю, это недостижимо, потому что столько свободных носителей заряда нет в проводнике для такого тока. Я даже подозреваю, что те 100В недостижимы для 1м радиуса диска униполярного диска опять же из-за того, что недостаточно для этого носителей заряда. Но это лишь гипотеза и сейчас мне очень нужно понять, ошибаюсь я или нет.

А не проще посчитать энергию перемножив заряд на напряжение? Или это будет не комильфо?

Возражать не буду, что проще. Но тру эксперты здесь меня тогда разорвут, что использовал неверную формулу для мощности (ток на напряжение)

[Emergency]

densaface в сообщении #1490499 писал(а):

Так все таки я прав, что проводник зарядится, использовав все свободные электроны?

Нет, вы дважды неправы.
1. Неправильно оценили скорость электронов в металле.
2. Неправильно понимаете выражение электроны проводимости. Насколько я понимаю, это даже не все электроны с одного валентного уровня. То есть у меди их не 96500 клон на моль, а меньше.

densaface в сообщении #1490499 писал(а):

Возражать не буду, что проще.

Не только проще, но и дает совсем другой результат. Правда это копейки по сравнению с тем, что вы напутали в топике - там надо искать больше десятки порядков ошибки.

[densaface]

Emergency в сообщении #1490561 писал(а):

densaface в сообщении #1490499 писал(а):

Так все таки я прав, что проводник зарядится, использовав все свободные электроны?

Нет, вы дважды неправы.
1. Неправильно оценили скорость электронов в металле.
2. Неправильно понимаете выражение электроны проводимости. Насколько я понимаю, это даже не все электроны с одного валентного уровня. То есть у меди их не 96500 клон на моль, а меньше.

1. Я брал те значения, которые накопал в интернете в разных источниках и взял наихудшие для меня значения и даже если брать еще хуже, все равно получается максимальная для металла концентрация носителей заряда. Не согласны, дайте источник, по-которому нужно взять другое значение скорости.
2. Смелое утверждение. Может, чем-нибудь подтвердите? Я лично расскажу почему я взял эти значения. В нашем вузе и в других источниках я часто встречал, что в металлах концентрация носителей заряда до $ 10^{22} - 10^{23} $ электронов на $\text{см}^3$. Я стал искать в каких металлах какая именно концентрация и наткнулся на задачки по физике (в разных источниках немного разные, но суть одна), где как раз дается задание вычислить концентрацию носителей заряда металла, если принять, что ими являются валентных электроны. Вот как раз из этих значений для алюминия $ 3.5 \cdot 10^{23} $ электронов на $\text{см}^3$, для меди в 9 раз меньше. Поэтому если я и не прав на копейки в этом вопросе, то порядок величины в любом случае верный.

Emergency в сообщении #1490561 писал(а):

densaface в сообщении #1490499 писал(а):

Возражать не буду, что проще.

Не только проще, но и дает совсем другой результат. Правда это копейки по сравнению с тем, что вы напутали в топике - там надо искать больше десятки порядков ошибки.

так что же не получается найти на 10 порядков ошибку, вроде не иголка в стоге сена)

[nds]

densaface в сообщении #1490499 писал(а):

проводник в целом электронейтрален, так что его вращение не приведет к вращению избыточного заряда

Согласен, вращать бесполезно. Ионы и электроны нужно раскручивать в разные стороны. Но, всё равно, ни разу ни один циклотрон вроде не взлетал.

densaface в сообщении #1490499 писал(а):

проводник зарядится, использовав все свободные электроны

Не знаю как вы хотите выдрать электроны, но пусть останутся одни ионы тогда кулоновские силы

$$F_K = k \frac{q^2}{r^2} = 9\cdot10^9 \frac{(1.6\cdot10^{-19})^2}{(10^{-9})^2} = 1.4\cdot10^{-10} H$$

придется компенсировать магнитным полем

$$F_L = m V B = 100\cdot10^{-27}\cdot10^8 \cdot 100 = 10^{-12} H$$

Даже если разогнать диск до предсветовых скоростей, нужно запредельное магнитное поле.

[Emergency]

densaface в сообщении #1490588 писал(а):

наткнулся на задачки по физике (в разных источниках немного разные, но суть одна), где как раз дается задание вычислить концентрацию носителей заряда металла, если принять, что ими являются валентных электроны. Вот как раз из этих значений для алюминия $ 3.5 10^23 $ электронов на см3, для меди в 9 раз меньше.

Ключевые слова - "если принять. В разных задачах для расчета скорости электрона в алюминиевом проводе даются разные значения концентрации электронов проводимости. В более общих задачах говорится о том, что концентрация электронов проводимости примерно равна концентрации атомов металла. Это говорит о том, что этот вопрос не имеет пока точного ответа.

densaface в сообщении #1490588 писал(а):

так что же не получается найти на 10 порядков ошибку, вроде не иголка в стоге сена

".
Я электрохимик и не изучал теорию твердого тела. А те кто изучали молчат. Возможно, записали вас в игнор за агрессивное невежество. А может и по другим причинам. Вот я с вами и развлекаюсь - вижу чушь, но не имею желания разбираться с теми формулами, что вы написали, тем более, что есть способы проще, которые показывают, что ваше решение ошибочно.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны числа/формулы (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы);
- неправильно оформлены цитаты.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: заодно сменим раздел.

[densaface]

Emergency в сообщении #1490599 писал(а):

densaface в сообщении #1490588 писал(а):

наткнулся на задачки по физике (в разных источниках немного разные, но суть одна), где как раз дается задание вычислить концентрацию носителей заряда металла, если принять, что ими являются валентных электроны. Вот как раз из этих значений для алюминия $ 3.5 10^23 $ электронов на см3, для меди в 9 раз меньше.

Ключевые слова - "если принять. В разных задачах для расчета скорости электрона в алюминиевом проводе даются разные значения концентрации электронов проводимости. В более общих задачах говорится о том, что концентрация электронов проводимости примерно равна концентрации атомов металла. Это говорит о том, что этот вопрос не имеет пока точного ответа.

Вы мне покажите пример такой задачи, для меди, конечно, концентрация электронов проводимости равна концентрации атомов металла, потому что она одновалентная. Мне было бы интересно взглянуть на пример задачи с алюминием. Либо подскажите металл, в котором концентрация атомов может быть $ 10^{23} $ частиц на $\text{см}^3$, что во многих учебниках приводится как верхняя граница концентрации свободных носителей заряда.

Emergency в сообщении #1490599 писал(а):

densaface в сообщении #1490588 писал(а):

так что же не получается найти на 10 порядков ошибку, вроде не иголка в стоге сена

".
Я электрохимик и не изучал теорию твердого тела. А те кто изучали молчат. Возможно, записали вас в игнор за агрессивное невежество. А может и по другим причинам. Вот я с вами и развлекаюсь - вижу чушь, но не имею желания разбираться с теми формулами, что вы написали, тем более, что есть способы проще, которые показывают, что ваше решение ошибочно.

Значит, я слишком старомодно воспитан. Меня учили, что агрессивное невежество, это когда собеседник говорит "у вас ошибка на 10 порядков, где именно я не знаю, у меня другая специализация, но наверняка так думают все"

[Emergency]

densaface в сообщении #1490656 писал(а):

Мне было бы интересно взглянуть на пример задачи с алюминием.

ЗАДАЧА №11.91
Концентрация электронов проводимости
см. Табл 1 и ниже

Могли бы и сами найти... Не слишком вежливо сваливать поиск своих ошибок на других.
По моему опыту, чаще всего ошибаются с единицами измерения - типа подставляют значение для кубического миллиметра в формулу для кубического метра.

Вы так и не сумели посчитать потенциал вашего диска после потери всех валентных электронов? А силу его кулоновского взаимодействия с землей? А запасенную в нем энергию (которую еще надо в него закачать)?

[densaface]

nds в сообщении #1490590 писал(а):

densaface в сообщении #1490499 писал(а):

проводник в целом электронейтрален, так что его вращение не приведет к вращению избыточного заряда

Согласен, вращать бесполезно. Ионы и электроны нужно раскручивать в разные стороны. Но, всё равно, ни разу ни один циклотрон вроде не взлетал.

densaface в сообщении #1490499 писал(а):

проводник зарядится, использовав все свободные электроны

Не знаю как вы хотите выдрать электроны, но пусть останутся одни ионы тогда кулоновские силы

$$F_K = k \frac{q^2}{r^2} = 9\cdot10^9 \frac{(1.6\cdot10^{-19})^2}{(10^{-9})^2} = 1.4\cdot10^{-10} H$$

придется компенсировать магнитным полем

$$F_L = m V B = 100\cdot10^{-27}\cdot10^8 \cdot 100 = 10^{-12} H$$

Даже если разогнать диск до предсветовых скоростей, нужно запредельное магнитное поле.

Нет, даже если представить все валентные электроны покинут атом алюминия, то в нем останутся еще 10 электронов на других уровнях. И они способны устойчиво удерживать в четверо бОльший заряд протонов. Т.е. протонов 13, их 10 электронов удержат, они не разлетятся. Другое дело, что проводник, обладая таким гигантским потенциалом, будет притягивать извне отрицательный заряд. Грубо говоря, каждую секунду может шандарахнуть молния и для этого надо создавать противоположный заряд. Как именно это сделать, я придумал, но, честно, не знаю, интересно ли тут кому-либо.

[nds]

densaface в сообщении #1490691 писал(а):

Т.е. протонов 13, их 10 электронов удержат, они не разлетятся.

Протоны, может и не разлетятся, но атомы станут положительно заряженными частицами, которые будут отталкиваться друг от дружки.

[Emergency]

А есть ли смысл вообще тут что-то считать, если диск экранирован от магнитного поля Земли магнитопроводом?

[densaface]

nds в сообщении #1490694 писал(а):

densaface в сообщении #1490691 писал(а):

Т.е. протонов 13, их 10 электронов удержат, они не разлетятся.

Протоны, может и не разлетятся, но атомы станут положительно заряженными частицами, которые будут отталкиваться друг от дружки.

Попробую еще раз уточнить, разделим оставшиеся 10 электронов одного атома на 2 порции, 5 электронов сверху допустим и 5 электронов снизу, гипотетически все упростим до взаимодействия плоскостями (потому что периодичность расположения атомов позволяет нам сделать такое допущение, ибо ГПУ, ГЦК решетки, там симметрии сводятся к плоскостным симметриям). Так вот эти электроны вверху 5 штук они будут удерживать в состоянии равновесия свое ядро алюминия и еще соседнее ядро с силой больше, чем расталкивания между положительно заряженными ядрами. Т.е. мы можем написать силу Кулона для этих 5 электронов между ним и соседним ядром и получим бОльшее значение, чем между силой Кулона отталкивания положительных ядер. Но, Вы можете, сказать, что это всего лишь гипотеза, в реальности картинка может быть гораздо сложнее, там все двигается с такими скоростями, что усредненно невозможно представить атом как электрический диполь. Хотя в диэлектрике все атомы и становятся диполями под приложением внешнего электрического поля. Но допусти, в металле такое невозможно. Тогда надо избавляться не от всех свободных электронов, а оставлять скажем 25%, чтобы они обеспечивали металлические связи между атомами. Это уже эксперимент должен показать.

-- 04.11.2020, 21:28 --

Emergency в сообщении #1490695 писал(а):

А есть ли смысл вообще тут что-то считать, если диск экранирован от магнитного поля Земли магнитопроводом?

Так Вы и не читали, потому что в одном из первых абзацев стартового топика написано, что магнитных экранов в буквальном смысле не существует, потому что они не искривляют внешнее поле, а создают свое собственное, компенсирующее. И таким образом мы должны рассматривать суперпозицию наложенных полей (которые в сумме возможно и равны нулю), только одна составляющая будет взаимодействовать с магнитным экраном, притягиваясь к нему, а другая с магнитным полем Земли, отталкиваясь от него. Я кстати, в этом убедился в своих гаражных экспериментах.

По поводу валентных электронов и потенциала (кстати, про потенциал действительно хороший вопрос) отвечу попозже

[nds]

densaface в сообщении #1490704 писал(а):

периодичность расположения атомов позволяет нам сделать такое допущение, ибо ГПУ, ГЦК решетки, там симметрии сводятся к плоскостным симметриям

Т.е. вы медленно медленно вытащили электроны, так что ничего не расплавилось и не испарилось, и видите, что решётка у вас на месте. А куда электроны ушли? Которые покинули металл.

[Emergency]

densaface в сообщении #1490704 писал(а):

магнитных экранов в буквальном смысле не существует, потому что они не искривляют внешнее поле, а создают свое собственное, компенсирующее. И таким образом мы должны рассматривать суперпозицию наложенных полей (которые в сумме возможно и равны нулю), только одна составляющая будет взаимодействовать с магнитным экраном, притягиваясь к нему, а другая с магнитным полем Земли, отталкиваясь от него. Я кстати, в этом убедился в своих гаражных экспериментах.

Я не знаю что там было у вас в гараже, а в трансформаторе магнитопровод эффективно стягивает магнитное поле одних катушек и направляет его в другие, которые реагируют на результирующее поле, а не на составляющие суперпозиции.