Закон Ленца, моторы и генераторы

Не знакомых с физикой читателей, вероятно, удивит осознание того, что магнетизм и электричество, которые в нашей технологии используются как две отдельные силы, всегда движутся вместе в фиксированном отношении 90º, причем магнетизм динамичен, а электричество статично. Мы знаем, что без магнетизма нет и электричества и наоборот, и что два поля всегда будут существовать в очень точном геометрическом расположении. Еще одно важное осознание следующее:

Простым помещением проволоки над северным или южным полюсом любого магнита, в этой проволоке генерируется электрический ток.

Любой изучавший основы электроники знает, что это осуществляется движением проволоки над магнитом, но никогда не задается вопросом почему. Это простое свойство, известное как Закон Ленца, позволило создать и электрический мотор, и генератор. И чтобы помочь понять происходящее, мы объясним оба этих изобретения.

В качестве источника энергии электрические моторы используют базовую связь между магнетизмом и электричеством. Первое и самое простое, что следует осознать: когда по проволоке пропускается электричество, она намагничивается. Если мы помним форму электромагнитной волны, то динамическая вращающаяся магнитная сила всегда будет двигаться под углом в 90º к электростатической энергии. Если взять большое количество проволоки и намотать ее на что-то, похожее на гвоздь, получится катушка. Если через катушку пропустить электричество, в ней образуется значительно большее количество магнитной силы, чем в единичном проводе; магнитная сила будет возрастать по мере увеличения количества витков катушки. Когда промышленные электромагниты приспосабливаются для потребительских нужд, они могут быть очень дорогими, благодаря количеству времени и усилий, требующихся для наматывания огромных катушек провода в соответствии с точными спецификациями. Однако как только дизайн становится одинаковым, электромагнитные катушки наматываются машиной, поэтому их производство становится более эффективным с точки зрения цены. Трудности, связанные с бытовыми электромагнитами, - одна из причин, почему многие исследователи в области антигравитации и свободной энергии испытывают финансовые затруднения, пытаясь построить работающие модели по своим проектам.

Итак, если мы хотим построить электрический мотор, следует начать с понимания того, что понадобятся два механизма – статор и ротор. Обычно, ротор – это расположение магнитов в форме цилиндра, часто образованного катушками тонкой медной проволоки. Цилиндр имеет центральную ось и называется “ротором” благодаря тому, что ось позволяет ему вращаться, если мотор построен правильно. Когда через катушки ротора пропускается электрический ток, весь ротор намагничивается. Именно так вы можете создать электромагнит. Если на этом остановиться, вы обнаружите следующее: пропуская электрический ток через ротор, вы можете собирать металлические объекты, но как только вы меняете направление тока, объекты падают. Таково стандартное поведение электромагнита.

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 90º 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