УНИПОЛЯРНАЯ МАШИНА ПО КАЛАШНИКОВУ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПОЛЯРНОСТЕЙ И НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ
Прототипом униполярного электродвигателя я выбрал забавную модель, которую можно собрать всего из четырёх деталей:
http://www.evilmadscientist.com/article.php/HomopolarMotor Windell H. Oskay
How to make the simplest electric motor
Цитата:
Вам нужен один шуруп, один щелочной гальванический элемент на 1,5 В, пятнадцать сантиметров простого медного провода, один маленький дисковый неодимовый магнит, и не нужно никаких других материалов или инструментов. За 30 секунд вы можете собрать электродвигатель.
Проблемой для меня оказалось приобретение маленького, но сильного магнита. Добыл магнитик из завалявшегося старенького электродинамического микрофона «МД-201».
Шуруп заменил шариком из подшипника. Шарик с одной стороны сточил, чтобы образовалась площадка, которой шарик помещается на полюс магнита.
В качестве верхнего электрода, к которому подвешивается магнит с шариком, я использовал обушок стального канцелярского ножа. На обушке ножа эта конструкция хорошо держится и легко вращается.
Для усиления тока (магнитик всё-таки оказался не очень сильным) я использовал два последовательно соединённых гальванических элемента «D R20».
Проблемой оказался нижний электрод-токосъёмник. При прикосновении образовывались искры, и даже маленькая электрическая дуга. Электрод приваривался и не давал конструкции вращаться. Пришлось делать контакт прерывистым, т.е. быстро-быстро постукивать им. Тогда двигатель стал уверенно вращаться.
Полярность гальванических элементов известна, т.к. обозначена на самих элементах.
Полярность магнита я нашёл с помощью компаса.
(Известно, что северный конец стрелки компаса притягивается к южному полюсу магнита, и отталкивается от северного. Мне известно, также, что на северном географическом полюсе Земли находится её южный магнитный полюс. Это я к тому, чтобы не было сомнений в том, что я правильно определил полярность магнита).
Осталось определить направление вращения электродвигателя.
Получившееся в ходе эксперимента направление вращения двигателя указано на рисунке.
На рисунке указаны также полярность источника тока, направление тока I, полярность магнита N-S и направление магнитной индукции B.
По правилу левой руки указана сила F, которая совпадает с направлением вращения двигателя!
Из эксперимента следует, что участок цепи ab является реальным, а не виртуальным проводником.
ИМХО. И действительно, на движущиеся под действием разности потенциалов электроны в проводнике действует сила F. Эту действующую на них стороннюю силу электроны передают кристаллической решётке проводника, заставляя проводник двигаться в направлении F.
Генератор с таким же направлением вращения будет отличаться от такого же двигателя только противоположным направлением тока. Схема генератора показана на рисунке.
На рисунке по правилу правой руки указано направление электродвижущей силы E.
Калашников пишет:
Цитата:
В основу изложения материала, за редкими исключениями, обусловленными методическими соображениями, я стремился положить опыт.
К сожалению, вероятно это и есть "редкое исключение".
Цитата:
Пусть имеется цилиндрический постоянный магнит, вращающийся вокруг своей оси (рис. 246). Половина магнита включена в электрическую цепь при помощи двух скользящих контактов, один из которых касается оси магнита, а другой — самого магнита в нейтральной линии. Такой опыт был осуществлен еще Фарадеем («униполярная индукция») и показал, что в цепи действительно появляется индукционный ток. ЭДС индукции оказывается такой же, как если бы магнит находился в покое, но двигался контур abcVa с такой же угловой скоростью, но в обратном направлении.
Но, на рис. 246 указаны только полярность и направление вращения магнита. ЭДС индукции и направление тока не указаны.
Поэтому интерпретируем полученные экспериментальные результаты на этот конкретный случай униполярного генератора.
Тогда получим следующий рисунок, где направление вращения генератора противоположное, полярность ЭДС также будет противоположная, а направление движения проводника ab будет
совпадать с направлением вращения самого магнита.
То есть мы получили результат, не совпадающий с выводами автора учебника.
Исходя из этого и на рис. 247 для движущейся магнитной ленты полярность E указана неправильно, и должна быть такой же, как и на рис. 245.
Описание опытов Фарадея с униполярной машиной можно найти в Интернете:
Цитата:
По адресу
http://earthenergy.narod.ru/library.html есть интересная библиотечка, кроме других интересных вещей там выложены 3 странички из очень старой ещё до военной книги А.А. Эйхенвальда: Униполярная машина Фарадея. А.А. Эйхенвальд "Электричество" (686 Кб). Целиком замечательную книгу Эйхенвальда можно найти по адресу
http://retrolib.narod.ru/book_e.html Только это то 20 Мб.
Эйхенвальд А.А. "Электричество", издание 5-ое. Москва-Ленинград, Государственное издательство, 1928 год.
Вот рисунки опытов Фарадея по Эйхенвальду с указанием полярностей магнита, направлений тока и вращения.
Изображены униполярные двигатели. На рис. 277 показан интересующий нас вариант, который полностью совпадает с нашим экспериментом!
На рис. 278 приведён вариант, где магнит неподвижен, а вращается внешний контур. На рис. 279 магнит и внешний контур вращаются в противоположные стороны. Тем самым опровергаются домыслы о нарушении третьего закона Ньютона в униполярных машинах.
Досадно, что в учебнике, изданном ещё в 1956 году, ошибку допустил выдающийся учёный.
Цитата:
Сергей Григорьевич Калашников (1906-1984)
С.Г. Калашников вел большую научно-организационную работу: был зам. председателя Научного Совета АН СССР по физике и химии полупроводников, членом Научного Совета АН СССР по физической электронике, членом ред. коллегий ряда научных журналов. Он был удостоен Сталинской и Государственной Премий СССР, награжден Орденом Ленина, тремя орденами Трудового Красного Знамени и медалями, имел звание Заслуженного Деятеля науки и техники РСФСР.
Но ошибка в одном учебнике не опровергает современную теорию электричества. К счастью, как мы видим, имеются и другие замечательные учебники!
PS
Приношу извинения за задержку с публикацией.
