Suntuubi-palvelussa käytetään evästeitä. Palvelua käyttämällä hyväksyt evästeiden käytön. Lue lisää. OK

 
 

                                  AJATUKSIA SÄHKÖSTÄ.

 

 Mitä on sähkö?  S.m kentän värähtelyn valoaaltojen taajuudella, näemme valona.  S.m kentän värähtelyn lämpöaaltojen taajuudella tunnemme ihollamme lämpönä.  Suoraa näyttöä sähkökentästä ei ole, se on varmaa että avaruuden kenttä on täynnä joka suuntaan kulkevia, kaiken pituisia sähkömagneettisia aaltoja.

 Avaruuden tyhjiötä on vaikea ymmärtää joustavaksi, siksi oletankin avaruuteen jonkinlaisen sähkökentän ikäänkuin perustaksi.  Tällainen sähkökenttä tekisi avaruudesta jotenkin ymmärrettävän kuin että se olisi vain tyhjiö.

Sähkökenttä voisi olla voimakas, me olemme sen sisällä niin kaikki ainekin on samassa jänitteessä.  Se on meidän neutraali, (maapotentiaali) nolla.

 Maxwell käytti vesiaallon käyttäytymistä ja matemaattisia kaavoja laatiessaan yhtälöitä avaruudessa tapahtuvasta energian siirrossa.

 Tyynessä vedessä synnytetty vesiaalto laajenee joka suuntaan vakionopeudella, sanotaan vaikka 1m/sekunnissa.   S.m. aalolla laajenemisnopeus on 300 000km/s. Hän sai myös s.m aallolle nopeudeksi avaruudessa lähelle tunnetun valo nopeunden.

 Veteen aiheutetun häiriön energia laajenee ympäristöönsä paineaaltoina vedessä. Vesimassaan syntyy pyörre ja tämä häiriö vesimassassa laajenee  joka suuntaan ympäröivässä vedessä, kuljettaen aiheutetun paineiskun energiaa. Itse vesi ei etene, vain siihen synnytetty häiriö veden kiertolikkeenä paikallaan.

 Koska periaatteessa samanlaiset kaavat avaruudessa ja vedessä antavat samanlaisen, totuudenmukaisen tuloksen aaltojen nopeuksista, niin olettaisin avaruudessa olevan myös sähkökentän.

 Avaruudessa aalto etenee paljon nopeammin kuin vedessä mutta kuitenkin on rajallinen nopeus.  

 Oletan että koko avaruus ja sen kaikki materia on vain suurta sähkökenttää, sähkö on joka paikassa läsnä. Sähkökenttä aiheuttaa kaiken voiman mitä tunnemme.  Kaikki tuntemamme aine vaikuttaisi olevan myös tällaisen sähkökentän pyörteistä  rakentunut.

 Maailmankaikkeus syntyi noin 13. miljardia vuotta sitten tiedemiesten mukaan.  Suuri pamaus synnytti silloin suuren kuplan .  Olemme sen kuplan jännitekentän sisällä, oletan että kupla on suuri sähkökenttä.  Tämän sähkökentän jännite on meidän sähköinen ”neutraali” eli maa. 

Tämä sähkökenttä on myös kaiken voiman alku ja hallitsee kaikki tapahtumat maailmankaikkeudessa.  Emme voi mitenkään mitata kentän voimaa tai sen jännitettä.   Voimme vain mitata jonkin sähköisesti latautuneen ainekappaleen jännitteen  plus tai miinus jännitteen eron kentän jännitteeseen, (neutraaliin) verrattuna.  Kaikki aine on syntynyt kentän voiman ehdoilla.  Maapalloon ,maadoitus, on siis maailmankaikkeuden kentän jännite, eli ”neutraali”.

 Tämä sähkökenttä on paikallaanpysyvä, koska kahden taivaankappaleen välillä spekrikuvioissa näkyy doppler ilmiö jos jokin toinen taivaankappale lähestyy tai etääntyy meistä.

 Aine muodostuu positiivisista protoneista, negatiivisista elektroneista ja neutraaleista neutroneista.  Aineen atomirakenne on neutraali koska plus ja miinus hiukkasia on yhtä monta jokaisessa atomissa. joten atomi on kokonaisuudessaan ulospäin neutraali.  

 Maapallon aine on myös neutraali, eli se on maailmankaikkeuden kentän jännitteesä.  Maadotettassa jokin sähkölaite maapotentiaaliin, eli kytkemme sen maailmankaikkeuden sähkökentän jännitteeseen.

 Faraday oletti avaruudessa laajenevan valoaallon olevan vain sähköaalto. Maxwellin mukaan se on sähkö- ja magneettinen aalto. koska sellainen aaltoyhdistelmä vahvistaa toinen toistaan, se kestää kauemmin.

 Radiolähettimen antennin ympärille muodostuu vaihtelevat  + - sähkökentät ja elektronit siirtyvät edestakaisin antennissa.  Tämä elektronien edestakainen liike antennijohtimessa synnyttää antennilangan ympärille edes-takaisin pyörivät magneettikentät.  

 Myös nämä syntyneet, eri suuntiin pyörivät magneettikentät ovat alempana olevien selitykseni mukaan, antennilangan aineen karannutta negatiivista sähkökenttää.

 Suurilla taajuuksilla vaihtuvat sähkö- ja magneettikentät eivät ehdi palautua takaisin antennilankaan.  Osa antennilangan negatiivisesta, eri suuntiin pyörivistä sähkö (magneetti) kentistä siirtyy ympäröivään avaruuteen myös valon nopeudella.  Antennissa syntynyt sähkökentän häiriön aallonpituus on  ¼ osan edellä edestakaisin pyörivää magneettista, (negatiivista sähkökenttää) aallonpituutta.

 Radioissa oli aikaisemmin ferriittisauva osana vastaanottamaan keski-ja pitkiä sm. aaltoja.

 Rautajauhesauvan värähdysreonanssi oli samaa luokkaa kuin nämä taajuudetkin.  Ferriittisauvaan oli tehty kelasta ja kondensaattorista viritetty säädettävä resonanssipiiri.

 Ferriittisauva, 15sm. pitkä laitettiin samaan suuntaan kuin saapuvien magneettiaallotojen rintamakin.  Sm. lähetteen eri suuntiin pyörivät magneettikentät olivat vaakapolarisaatiossa, ferriittisauva samoin.

 Lähetteen magneettikentät meni vuoronperään eri suunnista läpi ferriittisauvan.  Ferriitisauvan päät magnetoituivat edestakaisin P ja E magneettikentiksi.  Sama periaate kuin sähkögeneraattorissa. lähettimen  a.m moduloitu kantoaalto saatiin vastaanottimeen.                                       

 Lähetteen teho otettiin ferriittisauvasta viritetyllä piirillä.   Sähkökentän vaihtelutaajuus oli pystypolarisoitua, se ei vaikuttanut kuuluvuuteen.   Ferriittiantennilla oli hyvä suuntaavuus. eri suunista tulevat sähköhäiriöt jäivät pieniksi.

 Radion ferriittiantennin toimintasysteemi todistaa Maxwellin sähkö- ja magneettiaallon yhdistemän siirtävän energiaa avaruudessa.



 

 

                         Magnetismin syntyminen johtimeen.

 

Tutkiessaan magnetismia ja sähkön tuottamista sen avulla 1800 luvun alussa, Faraday käytti magnetismin voimasta sanontaa, ”magneettiset voimaviivat”.

Hän sai magneetin kentän ja myös magneetin navat näkyviin sirottelelemalla rautaviilajauhoa magneetin yläpuolella olevalle paperiarkille.  

Jokainen pieni rautajauhokappale muuttuu tutkittavan magneetin magneettikentässä pieneksi magneetiksi jolla on P. ja E. napa. Nämä pienet magneetit asettuvat jonoiksi tutkittavan magneetin P. navalta E. navalle, niin että ensimäinen rautahitunen joka on kiinni sen pohjoisnavassa omalla E. etelänavallaan.

Ensimäisen rautahitusen toinen pää on P. Pohjoisnapa johon kiinnittyy seuraava rautahitunen E. navallaan.

Sama toistuu koko jonon, koko kunnes jonon viimeinen rautahitunen, sen P, napa, saavuttaa tutkittavan magneetin E. navan. 

Nämä magneettijonot asettuvat tutkittavan magneetin ympärille säännöllisen matkan päähän toisistaan, samoin eri jonokerrokset ovat säännollisen matkan päässä toisistaan.

Tämä johtuu siitä että jokainen rautajauhe jono on kuin kestomagneetti.  

Kaikki jonot ovat samansuuntaiset magneettikentältään, ja kun ne ovat vierekkäin niin ne hylkivät toisiaan.

Tutkittavan magneetin pohjoisnavan keskialueelta näyttää jonot lähtevä poispäin magneetista mutta alkavat kääntyä kauempana avaruudessa takaisin kohti etelänapaa.

Tällä kokeella saa magneettikentän muodon selville, kuvitellut voimaviivat muodostuvat edellä esitetyn mukaisesti.

Tehdessä tämä koe lieriökäämillä niin nähdään että rautajauhoista muodostuu jonot myös lieriökäämin sisälle, etelänavasta pohjoisnapaan.

Rautajauhejonot ovat päättymättömiä renkaita lieriökäämin sisäkautta ulos ympäröivään avaruuteen ja takaisin toisesta päästä sisään lieriökäämiin.

Sähkövirta synnyttää lieriökäämissä samanlaisen magneettikentän siihen kuin kestomagneetissa.

Kuparijohdosta tehty lieriökäämin kupariatomeilla on 29 elektronia sen kuorillaan.  Uloin kuori sisältää 2 elektronia.

Laitettaessa jännite lieriökäämiin, johtimen atomirakenne polarisoituu ja nämä atomien ulkokuoren elektronit alkavat hyppiä atomilta toiselle kohti johtimen + päätä.

Kuparin atomit on muuttuneet ellipsin muotoisiksi johtimessa,sähkövirran aiheuttaman polarisaation johdosta, kuva 1. osa johdinta.

Elektronien kova vauhti ympäri ytimen jarruuntuu jyrkässä käännöksessä polarisoituneen atomin + puoleisessa päässä.

Elektroni luovuttaa jarrutussäteilynä osan energiastaan suuntaan 90 astetta johtimen sivuun.

Koko kuparijohtimen uloimmat elektronit luovuttavat osan negatiivisesta energiastaan samoin ja siitä syntyy 

                                                                            

pyörivä negatiivinen sähkökenttäkenttä  (magneettikenttä)  johtimen ympärille. 

Havainnoitsija 1. ”näkee”magneettikentän pyörivän ylöspäin.

Toisella puolella johdinta havannoitsija 2. ”näkee” saman magneettikentän pyörivän alaspäin.

Magneettikenttä pyörii johtimen ympäri elektronin kulkusuunnassa aina vastapäivään. 

Kuvien alaosassa on jännitteellinen johdin jossa atomit ovat polarisoituneet.  Sähkötehon kaavan, P=U*I, selittyy johtimen polarisoitumisen suuruudesta. 

Jännitteen ollessa pieni johtimessa niin elektronivirran täytyy olla suuri, (paljon elektroneja) että saadaan määrätty sähköteho P. Siirrettyä.Pieni jännite polarisoi vain vähän johtimen kupariatomeja, joten elektronien pieni jarruuntuminen synnyttää heikon pyörivän magneettikentän johtimen ympärille.     

 

 

Suuri jännite johtimessa synnyttää suuren polarisaation johtimen atomeille, joten jokaisen elektronin jarruuntuminen antaa paljon suuremman magneettikentän johtimelle.

Saman teho siirtämiseen tarvitaan paljon vähemmän liikkuvia elektroneja johtimessa tässä tapauksessa kuin pienen jännitteen johtimessa.

Edellisestä käykin ilmi että sähkövirran teho, voima, on magnetismin voima.

Johtimen päiden välisellä jännite-erolla ikäänkuin ”narrataan” johtimen atomit luovuttamaan uloimpien elektroniensa osan negatiivistaenergiaansa magneettikentäksi, polarisoimalla johtimen atomit.

Pitkillä siirtolinjoilla käytetään erittäin suuria jännitteitä, johtimet voivat olla ohuita koska liikkuvia elektroneja tarvitaan vähemmän..                     

Kuvitellaan 10 metriä pitkä suora jännitteellinen kuparijohdin,  kuva 2. Elektronien hyppäykset korkkiruuvin mukaista rataa kohti johtimen plus päätä, aiheuttaa johtimen ympärille, koko matkalle,pyörivän magneettikentän.

 Kierretään johdin lieriökäämiksi niin saadaan keskitettyä, erotettua, esim, sen ulkopuolella alaspäin suuntautuvan pyörivän negatiivisen kentän ja lieriökäämin sisäpuolella ylöspäin pakkautuvan negatiivisen kentän. Näin kuparijohtimen aineesta saadaan kappale joka sähkövirran voimalla synnyttää ympärilleen pyörivän magneettikentän,  (negatiivisen jännitekentän).

            .

 

Kuvassa 3. on johdinsilmukka, siinä syntyy myös pyörivä negatiivinen sähkökenttä, ( magneettikenttä) johtimen ympärille. Silmukan sisäpuolella johtimen magneettikentät pyörivät samaan suuntaan, siitä syntyy silmukalle myös magneettiset, sähköiset, navat, E. on + napa ja P. on – napa. Nuolet osoittavat elektronien kulkusuunnan johtimessa.

Kuvassa 4. on lieriökäämi jossa on kolme kierrosta.

Tämä lieriökäämin magneettinavat ovat kolme kertaa voimakkaammat kuin edellisen yhden kierroksen esimerkissä. Vierekkäisten kierrosten magneettikentät pyörivät vastakkain, eri suuntiin, niiden välissä. Tavallisessa lieriökäämissä eristetyt johdinkierrokset ovat kiinni toisissaan, sivuttain ja päällekkäin. Jos lieriökäämissä on 100 johdinkierrosta, niin sen magneettinapojen voimakkuus on 100 kertainen verrattuna yhden kierroksen silmukkaan.   Kaikkien johdinkierrosten uloimmat elektronit lieriökäämin sisäpuolella työntävät osan negatiivisesta sähkökentästään lieriökäämin yläosaan.

Se kenttä on kiertämässä ulkokautta lieriökäämin alaosaan valon nopeudella.

Kokonaisuutena lieriökäämin aineen sähkökenttä on muuten normaali.   Tämä negatiivisen sähkökentänkentän kiertoliike lieriökäämissä on sama kuin magnetismi.

Negatiivisen jännitekentän palautuminen kelan yläpäästä, P navasta kelan ulkokautta kelan E napaan alhaalle, on niin nopea tapahtuma että kela on sähköisesti neutraali koko ajan.  Aiheuttaen vain ”kenttään” vääristymän, jota sanomme magneettikentäksi. Rautakappale magneettikentässä magnetisoituu, t.s. johtaa hyvin negatiivista kenttää takaisin P navalta takaisin kelan E navalle.  Raudan molekyylirakenne muuttuu toimimaan samoin kuin kela, synnyttäessään magnetismia. 

 

                .

 

 

Lieriökäämin sisäpuolella, alaosaan, syntyy positiivinen sähkökenttä, koska osa sen johtimien pyörivän negatiivisen sähkökentän voimasta siirtyy lieriökäämin yläosaan.

Käämin alaosan positiivinen sähkökenttä vetää käämin ulkokautta negatiivista sähhkökenttää,alaosan atomirakenteen sähkökenttä on näin normaali, neutraali.

Vasemmalla kuvassa 5. on poikkileikkaus jossa näkyy kuinka kiertävä magneettikenttä muodostuu jännitteelliseen lieriökäämiin.

Keskikuvassa lieriökäämin sisässä on rautasydän, jonka molekyylien atomirakenne lukkiutuu samanlaiseen magneettista kenttää tuottavaan tilaan kuin lieriökäämikin.

Kuvassa oikealla on rautasydän, kestomagneetin rautaseos on tehty niin että se lukkiutuu magneettiseen tilaan vaikka siitä on poistettu lieriökäämi.

Voisi kuvitella kestomagneetin microrakenteen lukkiutuneen jotenkin samanlaiseen tilaan kuin kirjoituksen alussa selitin rautajauhoilla tehdyn ”magneettisten voimaviivojen” selityksessä.

 

Edellisissä kirjoituksissa olen esittänyt kuinka ajattelen magnetismin syntyvän esim. johtimeen ja kelaan.  Nykyinen atomin rakenneteoria on sellainen että plusjännitteinen ydin on kiertävän miinuselektroni pilven ympäröimä. elektronit kiertävät radoillaan ydintä.  Jos metallijohtimeen laitetaan jännite niin sen atomirakenne ja atomit polarisoituu, atomit muuttuvat soikeiksi.  Oletan että jyrkässä käännöksessä polarisoituneen atomin ytimen ympäri, elektroniin vaikuttaa keskipakoisvoima. 

Tämä synnyttää johtimen ympäri kiertävän negatiivisen sähkökentän. 

Kun atomeilta karkaa negatiivista jännitekenttää, niin sellainen atomirakenne ei ole neutraalia vaan positiivisesti latautunut. 

Siksi se karannut tai pakotettu negatiivinen sähkökenttä työntyy kelassa magneettiseksi pohjoisnavaksi.

Toinen pää kelasta jää nyt positiiviseksi lataukseltaan, sen elektronit ovat heikommin negatiivisia kuin normaalitilassa.  Se pää kelassa on magneettinen etelänapa.

Pohjoinen magneettikenttä on sama kuin plus jännitekenttä, Etelä magneettikenttä on sama kuin miinus jännitekenttä.

 

Kun johdin on kierretty kelaksi niin pyörivä magneettikenttä ei voi pyöriä ympäri johtimen  sähkövirran kulkiessa.

 Siksi että johdinkierroksen ylä ja alapuolella olevien johdinkierrosten erisuuntaiset magneettikentät kohtaavat keskellä olevan johdinkierroksen magneettikentän. 

Jos magneettikentän E. etelänapa on kelan alaosassa niin kaikki kelan johdinkierrokset kelan sisäpuolella työntävät negatiivista pyörivää kenttäänsä kelan sisässä ylöspäin.

Kelan ulkopuolella johdinkierrosten negatiivinen kenttä pyörii alaspäin kohti E. magneettinapaa. 

Kelan yläosan negatiivinen sähkökenttä haluaa takaisin kelan alaosaa jossa negatiivisesta jännitteestä on vajaus.

Negatiivisen jännitekentän kiertokulku ulkokautta, P. navan kautta takaisin etelänapaan tapahtuu  tietekin valon nopeudella.  Se on niin nopeaa että mitään jännite-eroja ei huomata esim. kestomagneetissa, jossa saman prosessin  synnyttää raudan molekyyli ja atomirakenteeseen  kelalla synnytetty n.s magneettikenttä.  

Rauta johtaa magneettisia voimaviivoja, negatiivista jännitekenttää, paremmin kuin ympäröivä avaruus.

Siksi se synnyttää vetovoiman koska lyhin mahdollinen tie takaisin negatiiviselle jännitteelle P. navasta E. napaan.

Kelan vieressä, ulkopuolella oleva rautakappale muuttuu magneetiksi itsekkin kelan kentässä.

 Rautakappaleen pää, joka on kelan P. navan lähellä, muuttuu E. navaksi ja toinen pää muuttuu kelan E. navan lähellä P. navaksi.   Tässä tapauksessa rautakappale muuttuu tehokkaaksi paluutieksi negatiiviselle kentälle takaisin etelänapaan.

Kelan  negatiiviselle jännitteelle syntyy ikään kuin suljettu piiri.

 Kelan sisälle laitettu rautasydän vahvistaa vain kelaan sähkövirrälla synnytettyä magneettikenttää.

Nyt rautasydämmen ja kelan navat, P. ja E.  ovat samassa päässä.  näin kuvittelen magnetismin toimivan.



 

                                                 

Alla olevissa kuvissa 6. ja 7. o  kuvattu kuinka sama johdin kierretty eri suuntiin niin magneettiset navat vaihtavat myös paikkaansa.                                                     Rauta-sydämmet myös magnetoituu samoin kuin johdinkelatkin.

 

 

                             Kuva 6.                                                  Kuva 7.

 

Oikean käden magneettisuunnan sääntö pitää paikkansa myös molemmissa kiertosuunnissa.   Jännitteellinen metallijohdin synnyttää ympärilleen pyörivän magneettikentän myös kelaksi kierrettynä.  Magneettikentän pyöriminen johtuu elektrronien hyppelystä polarisoituneiden atomien kautta , kiertäen vastapäivään spiraalirataa johtimen plus-päätä kohti,  Uusi atomi antaa uuden vauhdin elektronille ja jyrkässä käännöksessä ytimen ympäri, se luovuttaa osan negatiivisesta energiastaan magneettikentäksi.  Kelan sisällä työntyy negatiivinen kenttä P. navan kautta ulos kelasta, ja takaisin ulkokautta E. navasta sisään kelaan.

Osa negatiivisesta energiasta kelassa joutuu kierämään ulkokautta takaisin johtimeen,se on magnetismia.

Kuitenkin kelan, samoin kuin kestomagneetinkin atomirakenne on sähköisesti neutraalia, koska kiertokulku tapahtuu n. valon nopeudella.

 

Magnetismin voi poistaa kestomagneetista, kuumentamalla, vaihtelevalla magneettikentällä tai voimakkaalla iskulla. 

 

Alla olevien kuvien avulla  8. ja 9. selitän kuinka tämä "magneettinen ase" tai lelu, toimii.  

Siinä on kolme teräskuulaa, K1. K2 ja K3.   Kestomagneetti Km. ja alusta- ura.

Laite on nyt ladattu, kestomagneetti on magnetoinut K2:n  ja K3:n omaan magneettiseen polariteettiinnsa.

Teräskuula K1. on kestomagneetista irti noin 2-3 sm.

 

 

 

 

Kestomagneetin atomien normaali polarisaatiosuunta näkyy siihen piirretyssä atomissa.

Kuvassa 8. teräskuula K1. lähtee vierimään ja iskeytyy kestomagneettiin kovalla voimalla,  kuva 9.

Atomin ydin on massaltaan n. 1000 kertaa suurempi kuin sen elektronien verho.

Kuulan isku vaikuttaa kestomagneetin polarisoituneeseen atomirakenteeseen niin että

                                          Kuva 8.

 

kevyet elektroniverhot heilahtavat ytimen ympärillä vastakkaiseen polariteettiin. Erittäi pienen ajan Km magneettiset navat vaihtavat paikkaansa, kuva 9.

Kuulan K2 ja kestomagneetin välillä pienen hetken on myös sama magneettinen

P kenttä.

Kuulan K1:n isku osuu kestomagneetin keskelle, niin kestomagneetin reunat voivat pitää kuula 2:n kiinni kestomagneetissa.  Teräskuulien K2:n ja K3:n välille muodostuu hetkeksi samat magneettikentät.  Teräskuulat K2 ja K3 hylkivät toisiaan ja K3 ponnahtaa nuolen suuntaan vasemmalle.

 

                                      Kuva 9.

 

K1:n iskun voima kiinteään kestomagneettiin ei siirry mekaanisesti K3:n , liikevoima K3:lle  tulee hetkellisestä magneettisesta hylkimisvoimasta K2:n ja K3:n välilllä  kuva 9.

Teräskuulia voi olla useampiakin, K4, K5, K6…..  Joidenkin näiden välillä voi magneettinen polariteetti ja voimakkuus on täysin sama, riippuen kestomagneetin voimakkuudesta.  Silloin ponnahdusvoima on suurin.

Tämäkin koe osoittaa magnetismin olevan aineen atomien samansuuntaisen polarisaation aiheuttama, niin metallijohtimessa kuin kestomagneetissakin.

                                                 

 


 

 

                                       MAGNETISMI.

 

Sähköllä saadaan synnytettyä magneettista veto- ja työntövoimaa.

Fysiikan ja kemian tapahtumissa selitetään että kaikki ainehiukkasten sidosvoimat ovat sähköisiä. 

Englantilainen tiedemies Michael Faraday teki kokeita  1800 luvulla joilla hän halusi saada selville sähkön ja magnetismin riippuvuussuhteet toisiinsa.

Mielestäni hänen  allaolevassa kuvassa 1.  oleva koelaite todistaa mm. tällaisen kaiken täyttävän sähkökentän olemassaolon. 

.

Kelan kuparilangan atomirakenne on normaalissa neutraalissa tilassa kun se on ilman jännitettä, rautarenkaan atomirakenne samoin.

Kelaan kytketään jännite, silloin kelan kupaariatomit polarisoituvat ja elektonit alkavat siirtyä johtimessa spiraalirataa kohti kelan positiivisesti ladattua päätä kohti.

Liikkuvat elektronit synnyttävät johtimen ympärille negatiivisen jännitekentän, (magneettikentän)  joka pyörii aina, elektronien menosuunnassa plus päätä kohti, vasemmalle, vastapäivään.   Oikean käden sääntö magnetismille. 

Magneettikenttä on mielestäni osa kuparin pinta- atomien elektronien luovuttamaa negatiivista energiaansa polarisoituneen atominsa ytimen puoleisesa päässä.

Magnetismi kelassa aiheuttaa myös muutoksen rautarenkaan atomirakenteessa.  Faraday oletti sen olevan tilapäinen jännitystila, niin kuparijohtimen  ja raudankin atomirakenteessa.

  Kuvan laitteessa on rautainen rengas, joka vasemmalla puolella on virtalähde, katkaisija ja kuparilanka kela 1.  

Rautarenkaan oikealla puolella on samanlainen kuparilankakela  2.   katkaisija k 2. ja volttimittari.

Kuvassa 1. kytketään vasemman puoleen kelaan jännite kytkimellä k 1.

Kela magnetoi rautarenkaan niin että oikeanpuoleisen kelan kohdalla on samanlainen ja yhtä voimakas magneettikenttä kuin kela 1.n kohdallakin.

Oikeanpuoleiseen kelaan on kytketty jännitemittari ja katkaisija.

Alla olevassa kuvassa 2. on kuvattu molempien kelojen magneettikentät samalla hetkellä kun k 1. on kytketty, sininen on pohjoinen ja punainen on etelä  magneettikenttä.  

                                                           

Kuvassa 3. on kytketty sähkövirta vasempaan kelaan. Nuolet rautarenkaassa osoittavat magneettisen kentän pyörimissuunnan. Ympyränuolet molempien kelojen johtimissa osoittaa johtimen magneettikentän pyörimissuunnan.

Samalla hetkellä kun k 1. suljettiin niin kelassa 2.olevan jännitemittari heilahti oikealle, plus suuntaan ja palasi heti takaisin nolla asentoon, vaikka magneettikenttä oli rautarenkaassa.  Kun kytkin k 1. avattiin ja magneettikenttä hävisi rautarenkaasta, niin katkaisuhetkellä jännitemittari heilahti vasemmalle päin miinusta ja palasi heti takaisin  nolla asentoon.

Miksi  jännitemittari heilahtaa plus suuntaan, kytkettäessä jännite ja miinus suuntaan kun jännite katkaistaan?

Olettamani kaiken täyttävän suuren yleisen jännitekentän vaikutus ja muutokset määräävät kaiken aineenkin suhteet muihin atomeihin.  Se, kaikkialla oleva jännitekenttä, pakottaa kaiken aineenkin rakenteen samaan jännitteeseen.  Myös aineen avaruus on suurimmaksi osasi tyhjää, ainehiukasten pyörteet ovat pieniä atomin kokoon verratuna.

Kuparijohtimen atomirakenne on normaalisti samassa tilassa kuin yleinen kuvaamani jännitekenttä. Se on myös sama kuin maapotentiaali, neutraali.                          

Kuvassa 1. on molempien kelojen ainerakenne normaalissa, neutraalissa tilassa.

Suljettaessa kytkin k1. kela 1. magnetoi rautarenkaan.  Samalla hetkellä kela 2:n normaali neutraali ainerakenne muuttuu. nollapotentiaalissa.  Kela 2:n alaosaan syntynyt pohjoinen magneettikenttä on luonut negatiivisen häiriökentän, kuplan.

Samalla hetkellä kelan yläosaan on muodostunut positiivinen jännitehäiriökupla joka vaatii sinne enemmän negatiivisia elektroneja    Kelan alaosassa on sillä hetkellä liikaa negatiivisia elektroneja , joten ne virtaavat jännitemittarin kautta kelan yläosaan.

Elektronien virtauksen aikana mittari heilahtaa +:n ja palaa takaisin nollaan.

Magnetismin ollessa renkaassa, avataan kytkin k2. Mittari ei reagoi mitenkään, koska kela 2:n uusi neutraali, (synnytettyjen häiriökuplien kanssa,)  pitää elektronit uusilla paikoillaan .

Seuraavaksi avaamme kytkin 1:n, kytkin 2:n ollessa kiinni. Samalla hetkellä mittari osoitin heilahtaa vasemmalle, miinukseen ja heti takaisin nollaan,  Nyt, normaalissa neutraalitilassa yleinen jännitekenttä pakottaa kelan yläosaan virranneet elektronit takaisin kelan alaosan atomirakenteeseen.  Magnetismin aiheuttamat häiriökentät ovat poissa, eivät vaikuta enää kela 2:n johtimen neutraaliin atomirakenteeseen.

Magneettikentän + ja - häiriökuplat loivat kela 2:lle uudet neutraalit, nolla jännitetilat.

Jos jännitelähteen navat vaihdetaan,miinus ylös ja plus alas, niin magneettikenttä pyörii rautarenkaassa toisin päin.

Samoin jos kela 1:n yläjohdin aloitetaan kiertämään rautarenkaan alapuolelta niin että alajohto tulee virtalähteen miinukseen yläpuolelta rautarengasta. silloin myös magneettikenttä pyörii rautarenkaassa toisinpäin kuin kuvassa 3.


 


       Vetovoiman syntyminen kahden kappaleen välille.

 

  Sähkömagneettiset aallot aiheuttaa vetovoiman kappaleiden välille.   Selitän tämän tapahtuman periaatteen sm.aaltolähettimen ja resonanssissa olevien lähetys- ja vastaanottoantennien avulla.
Vetovoima vaikuttaa läpi avaruuden tyhjiön, esimerkiksi auringon vetovoima maapalloon. 

Avaruuden tyhjiöllä on samanlainen ominaisuus sähkömagneettiseen aaltoon kuin metallijohtimellakin, sillä on induktanssi-ilmiö.  Se on ikäänkuin joustava, kun lähetin synnyttää antennin kautta siihen esim. plus merkkisen aallon niin avaruus palauttaa sen miinusmerkkisenä, hieman heikentyneenä takaisin.  Samantapainen kuin sähköjohtimen induktanssikin.

 Tämä ominaisuus avaruuden tyhjiöllä tekee mahdolliseksi energian siirron avaruuden läpi sm. aallon avulla. Ehtona on että molemmat, lähettävän kappaleen ja vastaanottavan kappaleen sähkömagneettisten aaltojen resonanssi on sama.

Avaruuden ”induktanssin” aiheuttaa sen sähkökenttä, meille nollapotenttiaali, koska kaikki ainekappaleet avaruudessa ovat ulkoisesti nollapotentiaalissa.

Myöskin kaikki auringot vaikka niiden aineen molekyylirakenne värähtelee voimakkaasti ytimissään tapahtuvan ydinreaktion vaikutuksesta. Auringon pinnan alkuaineiden molekyylit värähtelevät niiden omalla resonanssitaajuudellaan.     Voima, energia on aineessa, jos sen nollapotentiaali muuttuu tai muutetaan joko plus- tai miinussuuntaan. 
Auringossa on käynnissä ydinreaktiot ja sen pinnalla olevien kuumien alkuaineiden molekyylien erittäin voimakas  ominaisvärähtely saapuu sm. aaltona maapallolle  tunnemme sen m.m.  lämpönä.  Samoin valo, auringon valoaallon koko kirjo,eri värit, saapuvat myös maapallolle. Jokin kukka loistaa sinisenä auringonpaisteessa, kukan molekyylirakenne on mitoiltaan resonanssissa auringon lähettämän sinisen värin valoaallon kanssa ja kukan koko molekyylirakenne värähtelee, toistaa orjallisesti auringon lähettämää sinistä aallonpituutta ympäristöönsä. Energia ja värähtelyn tahti tulee auringosta kukan molekyylirakenne vain toistaa sen koska se on resonanssissa tulevan värähtelyn kanssa.

Sähkömagneettisen aallon synnyttämä vetovoima syntyy ja vaikuttaa samoin kuin kukan esimerkissä.  Sm.aallon lähetinantenni on isäntä ja vastaanotinantenni on orja.  Niiden välille syntyy energiaa. voimaa, välittävä yhteys kun ne ovat resonanssissa toistensa kanssa.  Syntyy vain vetävää voimaa välittävä yhteys, ei koskaan työntävää voimaa.

Kuvassa 1. vasemmalla on fysiikasta tuttu kytkentä, virta kulkee kahta lähekkäistä johdinta rinnakkain.  Pyörivät nuolet näyttää magneettikenttien pyörimissuunnat johdinten ympäri. 

Johdinten välissä magneettikentät pyörivät vastakkain, niin johtimet vetävät toisiaan puoleensa. Johtimissa voi kulkea myös vaihtovirta, kuitenkin magneettikentät pyörii samaan suuntaan samalla hetkellä, plus tai miinusaallon aikana.  Johtimia voi verrata resonanssipiirien, läheti- ja vastanotin antennien samaan resonanssiin.

Kuvassa 1. oikealla on molemmat johtimet päästä päin katsottu. Siinä näkyy myös kuinka magneettikentät pyörivät vastakkaisiin suuntiin johtimien välissä.  Se aiheuttaa vetovoiman johtimien välille.

Kuvassa 2. vasemmalla, on vaakapolarisoitu vastaanottoantenni kuvattu ylhäältä käsin.  S.M. aalto saapuu vasemmalta päin, se ohittaa vastaanottoantennin, aiheuttaen siihen veto-ja työntövoiman kohti lähetinantennia.
Lähetteen magneettiaalto  pyörii alaspäin, koska antennin yläpää on positiivinen ja antennin alapää on negatiivinen, niin vastaanottavan antennin magneettikenttä pyörii samaan suuntaan kuin lähetteen magneettikenttäkin.

Molemmat pyörivät myötäpäivään, kun ovat resonanssissa.
 Oikean käden säännön mukaan antennin magneettikenttä pyörii myötäpäivään, nuolet antennin ympärillä.

Tämän antennin ohittavan aallon aikana antennista vasemmalle lähetteen ja vastaanottoantennin magneettikentät pyörivat vastakkain. 

Syntyy vetovoima lähetinantennin suunnasta vastaanotto antenniin.   Samaan aikaan antennin oikealla puolella lähetteen magneettikenttä ja antennin magneettikenttä pyörii samaan suuntaan.  Tälle puolelle antennia syntyy työntävä voima kohti lähetinantennia.  Sama tapahtuma kuin kuva 1:n tapauksessa mutta vetovoima heikkenee vain suhteessa etäisyyden neliöön. 
Kuvassa 2. oikealla sama tapahtuma vastapäivään pyörivillä magneettikentillä, syntyy samanlainen vetovoima lähetinantenniin päin.
Auringosta saapuu maanpinnalle koko s.m aallon spektri.

Auringon valossa eriväriset kukat loistavat omissa väreissään voimakkaasti, Niiden kukanlehtien molekyylien mitat ovat resonanssissa auringosta tulevan juuri sen värispektrin, sm. aallon, kanssa mitä kukan lehti toistaa. Auringosta tulee se energia millä kukka loistaa, ilman ulkopuolista energiaa kukan lehden molekyylirakenne ei värähtelisi niin voimakkaasti. 

Ilman resonanssia, lähettäjän ja vastaanottajan kanssa, ei synny energian siirtymistä s.m aalloilla.

Myöskin tähän kukanlehteen vaikutta auringon spektrin esim. sininen s.m. aallon synnyttämä vetovoima samoilla perusteilla kuin esitin antenniesimerkissäni. 

 Kuva 2:n alaosassa on sähköaaltojen puolikkaat.
Auringon aineen värähtelevä voima siirtyy häiriönä avaruuden sähkökentän halki, myös maapallolle. 

Maapallon aineiden molekyylirakenne on samanlaiset kuin auringon aineidenkin, kaikille auringon jaksoluvuille on maassa reronanssissa oleva vastaanottaja. 
Maapallon säteilee ympäristöönsä avaruuteen sähkömagneettista säteilyä, yhtä paljon kuin se saa auringosta. 

Tästä maapallon säteilystä täytyy syntyä maapallolle vetovoima sen pinnalla oleviin kappaleisiin.  S.m aallon aiheuttama vetovoima, edellä esitetyn mukaisesti.

Ylläoleva vetovoiman  esimerkki on tehty metallijohtimilla, kuparin molekyylien atomirakenne sallii elektronien siirtymisen atomilta toiselle.
Aineen ”henki” sähkökenttä, etenee kuparin pintaavaruudessa 0,8:n C nopeudella, kun se avaruuden tyhjiössä kulkee 1:n C:n nopeudella. 

Ihminen on oppinut mitoittamaan metallisen antennijohtimen jonkin s.m aallon etenemispituudelle, (0,8C). 

Vastaanottoon, metallinen antennilanka tehdään samanlainen. Molemmat antennit asetetaan samaan asentoon, esim. pystysuoraan, niiden välimatka voi olla pitkä.  Antennilangat ovat puolen siniaallon mittaisia, niin että lähetettävän puolen  aallon pituus  0,8 * aallonpituus /2.
Kaikki aine auringossa tai maapallolla ei ole metallia. mutta kaikilla aineilla on oma molekyylirakenne.  Sähköiset sidosvoimat pitävät atomit ja molekyylit yhdessä jokaisessa alkuaineessa.

Se täytyy olla samanlainen molekyylien s.m. resonanssitaajuus kullakin alkuaineella joka pitää samanlaiset molekyylit yhtenä joukkona.  Kuinka voisi muuten selittää esimerkiksi ”järvimalmin”, raudan kerääntymisen järvien pohjalle. Vedessä olevien yksittäisten rauta-atomien sm. värähtelytaajuus tuntee järven pohjassa olevan rauta-atomien värähtelyn. Niiden välille syntyy vetovoima ylläolevan selityksen mukaan, ja rautamolekyyli alkaa siirtyy kohti suurenpaa rautamolekyylijoukkoa kohti. Saman tapahtuman oletan olevan kultaesiintymien esiintymiseen joissakin vanhoissa vesireiteissä.

 

 

                                   MASSAN HITAUS.

 

  Kiihdytettäessä jotain kappaletta nopeampaan liikkeeseen tarvitaan lisää voimaa.        Kappaleen liikkeen lisäystä tai jarrutusta vastustavaa voimaa sanotaan  massan hitaudeksi.  Seuraava esimerkki olkoon tyyni vedenpinta jossa on vene kellumassa paikallaan.

Kuvassa 1. vene on paikallaan, harvakäyntinen  moottori käynnissä joka lähettää aaltorenkaan joka suuntaan tyyneen veden pintaan.  Aaltorenkaat etenevät veneestä katsottuna samalla nopeudella joka suuntaan.

Kuvassa 2. vene etenee oikealle ja moottorin aiheuttama aaltokuvio veden pinnassa on muuttunut. 
 

 

Kuvassa 1. vene on paikallaan vedessä, moottori käynnissä synnyttäen samanlaisia paineaaltoja joka suuntaan veden tyyneen pintaan.

Kuvassa 2. moottori vie venettä oikealle päin ja moottorin paineiskujen aiheuttamat aaltojen renkaat ovat menosuunnassa lyhempiä kuin tulosuunnassa olevat.

Tämä ilmiö aiheuttaa osaltaan kiihdyttäessä venettä, n.s massan hitaus.  

Vedessä, samoin kuin maapallon pinnallakin kaikenlainen kitka jarruttaa myös kappaletta kiihdytettäessä.

Avaruudessa, tyhjiössä, kiihdytettäessä vaikkapa avaruusalusta, siellä on vain kappaleen  kiihdytystä, jarrutusta ja suunnan muutosta  vastustava voima n.s massan hitaus.

Vene-esimerkin avulla selitän tapahtuman syntyä ja toimintatapaa.

Kuvitellaan että avaruusalus on kaukana avaruudessa paikallaan , missä ei ole siihen vetovoimaa  mistään suunnasta.

Avaruusaluksen aineen atomirakenne lähettää ympärilleen avaruuteen koko ajan sähkömagneettista aaltospektriään. Aallonpituuksia on  aineen ja sen osasten atomien värähtelyyn saakka.  Sama tilanne kuin vene-esimerkissä kuva 1.   Avaruusaluksen aineen lähettämä s.m. värähtelyn kirjo laajenee ympäröivään avaruuden sähkökenttään valon nopeudella, samalla nopeudella joka suuntaan.  aivan samoin kuin kuvassa 1. vesiaallot vedessä.  Saman värähtelyn jokaisen aallon pituus on yhtä pitkä joka suuntaan aluksesta.

Kaikki värähtelyjen  aallonpituudet ovat resonanssissa oman lähettämäsä avaruuteen valon, 1C:n,   nopeudella, laajenevaan värähtelyyn.   Avaruusaluksen ollessa paikallaan avaruudessa niin kaikki sen lähettämät s.m. aallot leviävät joka suuntaan ilman että syntyy mitään kitkaa.  Uudet s.m aallot ovat resonanssissa avaruuden aikaisempien aaltojen värähtelyn kanssa .

Avaruuden tyhjiön sisältämä sähkökenttä on ihanteellinen ”eetteri-avaruuden ” vaihtoehto.   Siinä ei synny kitkaa kappaleen liikkuessa tasaisella nopeudella, niin kuin aineellisessa "eetterikaasu”- avaruudessa syntyisi.

  Sähkökenttä-avaruus on sähköisesti joustava, ei mekaanisesti joustava niin kuin neste tai kaasu.  Avaruuden sähkökenttä palauttaa synnytetyn positiivisen sähkökentän häiriön takaisin omaan potentiaaliinsa, ja ohi sen synnyttäen joustavuudensa ansiosta kenttään negatiivisen häiriön, jne.

Synnytetty lyhyt sm.aaltojono avaruuten,katkaisun jälkeen se jatkaa ”ikuisesti" laajenemistaan avaruudessa,  samoin osa siitä palaa takaisin lähetinantenniin. Avaruus värähtelee hetken lähetteen loputtuakin.

Kappaleen vauhdin lisääminen,suunnan muutos ja jarrutus, aiheuttaa avaruudessa ”kitkaa" mikä jarruttaa, vaatii lisävoimaa.                         ”Massan hitaus” syntyy kiihdytettäessä massaa suurempaan vauhtiin, se syntyy kun uusi syntynyt aallonpituus kohtaa aikaisemman aallonpituuden värähtelyn avaruudessa.  Uusi aallopituus on lyhempi avaruudessa, kappaleen vauhdinlisäyksen johdosta.  Uusi ja vanha aallonpituus eivä ole resonanssissa.    Kappaleen lähettämät taajuudet  ovat koko ajan samat mutta paikallaan pysyvässä avaruudessa sm. aallot lyhenevät koko kiihdytyksen ajan.

Kiidytyksen jälkeen kappale jatkaa ”ikuisesti” uudella nopeudellaan, koska kappaleen lähettävä taajuus ja avaruuden värähtelevä taajuus ovat resonanssissa.  Tasaisessa liikkeessä kappaleella ei ole lainkaan kitkaa avaruudessa.

 

 

Pentti Harvisalo.

pen.har@hotmail.com

©2018 lSähkö ja magnetismi - suntuubi.com