Qu'est-ce que l'électricité?

Malgré les succès incontestables de la théorie moderne de l'électromagnétisme, la création sur la base de domaines tels que l'ingénierie électrique, l'ingénierie radio, l'électronique, il n'y a aucune raison de considérer cette théorie comme complète.

Le principal inconvénient de la théorie actuelle de l'électromagnétisme est le manque de concepts modèles, un manque de compréhension de l'essence des processus électriques; d'où l'impossibilité pratique de poursuivre le développement et l'amélioration de la théorie. Et des limites de la théorie, de nombreuses difficultés appliquées s'ensuivent également.

Il n'y a aucune raison de croire que la théorie de l'électromagnétisme soit au sommet de la perfection. En fait, la théorie a accumulé un certain nombre d'omissions et de paradoxes directs pour lesquels des explications très insatisfaisantes ont été inventées, ou il n'y a pas du tout de telles explications.

Par exemple, comment expliquer que deux charges identiques mutuellement immobiles, qui sont censées être repoussées l'une de l'autre selon la loi Coulomb, soient réellement attirées si elles se déplacent ensemble vers une source relativement longtemps abandonnée? Mais ils sont attirés, car maintenant ce sont des courants, et des courants identiques sont attirés, et cela a été expérimentalement prouvé.

Pourquoi l'énergie du champ électromagnétique par unité de longueur du conducteur avec le courant générant ce champ magnétique tend-elle à l'infini si le conducteur de retour est éloigné? Pas l'énergie de tout le conducteur, mais précisément par unité de longueur, disons un mètre?

Comment résoudre le problème de la propagation des ondes électromagnétiques émises par un dipôle Hertz (c'est-à-dire un dipôle à paramètres localisés) placé dans un milieu semi-conducteur? Malgré la nature insignifiante de la déclaration, le problème du rayonnement du dipôle Hertz dans un milieu semi-conducteur n'a jamais été résolu par personne, et les tentatives de le résoudre ont toujours échoué. Les solutions écrites dans les manuels et les ouvrages de référence sont compilées à partir de deux solutions sur la base du «bon sens», mais ne sont pas du tout obtenues comme une solution stricte. Mais après avoir résolu ce problème, on aurait pu obtenir de nombreux résultats particuliers: rayonnement d'un dipôle dans un milieu idéal en l'absence de conductivité active, atténuation d'une onde plane dans un semi-conducteur à des distances infinies du dipôle, et un certain nombre d'autres (individuellement, sans connexion les uns avec les autres, certains de ces problèmes ont été résolus )

Les problèmes limitants de l'apparition d'un champ magnétique dans un champ électrique pulsé et du potentiel électrique induit dans un champ magnétique pulsé sur un seul conducteur et bien d'autres n'ont pas été résolus. La méthodologie de l'électrodynamique n'est pas toujours de séquence différente. Par exemple, le postulat statique de Maxwell (théorème de Gauss) placé dans les manuels des fondements théoriques de l'électrodynamique dans la section statique, après l'avoir présenté sous une forme différentielle, est déjà placé dans la section dynamique, bien que cette dernière forme de représentation ne diffère pas en essence physique de la précédente. Il en résulte que le retard dans la valeur du potentiel électrique D est ignoré lorsque les charges q se déplacent à l'intérieur de l'espace couvert par la surface S.

Et quel est le "potentiel vecteur"? Pas un potentiel scalaire - est-ce le travail de déplacer une charge unitaire de l'infini vers un point donné de l'espace, à savoir un vecteur? Quelle signification physique a-t-il outre le fait qu'il doit satisfaire à certaines conditions mathématiques? Qui peut partager ce secret?

Les points ci-dessus, ainsi que certaines autres considérations ne nous permettent pas de considérer le développement de la théorie de l'électromagnétisme, comme toute science, complètement achevé. Cependant, son évolution ultérieure n'est possible que sur la base d'un examen qualitatif détaillé des processus se produisant dans les phénomènes électromagnétiques.Il est utile de rappeler qu'aujourd'hui et depuis de nombreuses années, nous utilisons la théorie avancée par John C. Maxwell dans son célèbre Traité sur l'électricité et le magnétisme, publié en 1873.

Peu de gens savent que dans cet ouvrage, Maxwell a résumé ses travaux antérieurs de 1855-1862. Dans son travail, Maxwell s'appuie sur les travaux expérimentaux de M. Faraday, publiés dans la période de 1821 à 1856. (Faraday publia complètement ses "Etudes expérimentales sur l'électricité et le magnétisme" en 1859), aux travaux de V. Thomson de la période 1848-1851, aux travaux de H. Helmholtz "Sur la préservation du pouvoir" de 1847, aux travaux de W. Rankin "Mécanique appliquée" de 1850 et bien d'autres de la même période. Maxwell n'a jamais postulé quoi que ce soit, comme certains théoriciens aiment fantasmer maintenant, toutes ses conclusions étaient basées sur des idées purement mécaniques sur l'éther comme fluide idéal non visqueux et incompressible, que Maxwell écrit à plusieurs reprises dans ses écrits. Le lecteur peut se familiariser avec une partie des travaux de Maxwell présentés en russe par la traduction de Z. A. Zeitlin (J. C. Maxwell. Elected works on electromagnetic field theory. M., GITTL, 1952, 687 pp.).

Dans les notes de L. Boltzmann au travail de Maxwell "Sur les lignes de force de Faraday" (1898), il est noté:

"Je pourrais dire que les adeptes de Maxwell dans ces équations n'ont probablement pas changé autre chose que des lettres. Cependant, ce serait trop. Bien sûr, il ne devrait pas être surprenant que quelque chose puisse être ajouté à ces équations, mais beaucoup plus combien peu leur a été ajouté. "

Cela a été dit en 1898. Et c'est tout à fait vrai maintenant, presque cent ans plus tard.

En fait, la théorie de l'électromagnétisme s'est arrêtée dans son développement au niveau de Maxwell, qui a utilisé des représentations mécaniques de la première moitié du XIXe siècle. De nombreux manuels sur le génie électrique, l'électrodynamique et le génie radio qui sont apparus au XXe siècle améliorent (ou aggravent?) La présentation, mais ne changent rien en substance. Que manque-t-il aujourd'hui à la théorie de l'électromagnétisme? Tout d'abord, il y a un manque de compréhension que tout modèle, y compris le modèle d'électromagnétisme développé par Maxwell, est de nature limitée, et peut donc et devrait être amélioré. Il y a un manque de compréhension de la nécessité de revenir à la modélisation et précisément à la modélisation mécanique de l'électromagnétisme. Maxwell a utilisé les concepts d'éther comme fluide idéal, c'est-à-dire fluide non visqueux et incompressible. Et l'éther s'est avéré être en outre un gaz à la fois visqueux et compressible. Cela signifie que les idées de G. Helmholtz utilisées par Maxwell, par exemple, que les tourbillons ne se forment pas et ne disparaissent pas, mais seulement se déplacent et se déforment, que le produit de la circulation le long de la section transversale du vortex reste constant sur toute sa longueur, sont loin d'être toujours vrai. Dans un vrai gaz, les tourbillons se forment et disparaissent, ce qui n'est pas pris en compte par Maxwell. Les équations de Maxwell ne reflètent pas le processus en volume, car la première et la deuxième équations de Maxwell considèrent le processus dans le plan. Certes, alors ce plan tourne dans les axes de coordonnées, ce qui crée un effet tridimensionnel, mais en fait l'essence ne change pas de cela, le plan reste un plan. Si le processus était considéré en volume, il serait alors nécessaire de considérer le changement de l'intensité du vortex le long de son axe, puis les processus de formation et de désintégration des vortex seraient couverts dans une certaine mesure. Mais c'est précisément ce qui manque dans les équations de Maxwell. Et par conséquent, les problèmes dans lesquels ces questions se posent, par exemple, le problème du dipôle Hertz dans un milieu semi-conducteur, ne peuvent pas être résolus fondamentalement en utilisant les équations de Maxwell.

Maxwell ne tient pas compte du fait de l'interaction directe d'un conducteur avec un champ magnétique au moment où le conducteur coupe ce champ.La loi de Faraday, qui est une conséquence directe de la première équation de Maxwell, est en ce sens une loi phénoménologique descriptive, une loi à longue portée, car en elle le champ change à un endroit, à l'intérieur du circuit, et le résultat de ce changement est l'EMF à la périphérie du circuit. Et aujourd'hui, des différences importantes sont déjà connues entre les calculs effectués conformément à la loi de Faraday et les résultats des mesures directes. La différence dans certains cas n'est pas de un ou deux pour cent, mais plusieurs fois!

Cette liste peut être prolongée si nécessaire.

Le moindre de ces reproches peut être attribué à J. K. Maxwell lui-même. La théorie de l'électromagnétisme de Maxwell s'est avérée si bonne que, sur sa base, un certain nombre des domaines les plus importants de la science moderne ont été créés, un grand nombre de problèmes appliqués ont été résolus et des générations de chercheurs ont été formées. Mais ces reproches sont vrais pour les générations suivantes de scientifiques qui ont imaginé que Maxwell avait tout fait et n’avait pas développé les enseignements de Maxwell.

Sans entrer dans les détails, on peut noter que l'utilisation des notions d'éther comme milieu visqueux compressible a permis de clarifier certaines représentations de la théorie de l'électromagnétisme, en particulier, pour résoudre certains des paradoxes énumérés ci-dessus. Les charges en mouvement, par exemple, bien qu'elles restent stationnaires les unes par rapport aux autres, se déplacent par rapport à l'éther, et c'est pourquoi un champ magnétique apparaît, qui commence à les rapprocher.

Il s'est avéré que dans la zone proche des émetteurs, un champ électrique longitudinal apparaît dans lequel des tourbillons d'éther se forment encore. Dans un tel champ, le vecteur de tension électrique n'est pas situé dans la direction du mouvement d'énergie, mais le long de celle-ci. Et seulement à une certaine distance des émetteurs du fait de l'addition vectorielle de ces champs, une onde se forme dans laquelle le vecteur de tension électrique est déjà perpendiculaire à la direction de propagation de l'énergie.

Il s'est avéré qu'en raison de la compressibilité de l'éther, le champ magnétique peut également être compressé, et cette compression est tout à fait perceptible même pour les champs créés par des courants en dixièmes d'ampère. Une vérification expérimentale de la loi actuelle totale, qui, comme il s'est avéré, n'a jamais été vérifiée par personne en raison de son évidence et qui découle directement de la deuxième équation de Maxwell, a montré que cette loi n'est précisément observée qu'à des intensités de champ magnétique extrêmement faibles. Même dans les cas ordinaires, les différences entre les intensités de champ réelles et celles calculées selon cette loi peuvent être très importantes, ce qui dépasse de loin les limites des erreurs de mesure possibles ou en négligeant les effets de bord.

Il s'est avéré possible de calculer les CEM survenant sur un conducteur placé dans un champ magnétique pulsé, et les expériences ont confirmé l'exactitude de ces calculs.

Il s'est avéré possible de créer le concept «d'induction mutuelle des conducteurs», bien qu'en électrodynamique il n'y ait que le concept «d'induction mutuelle des circuits». Cela a permis de développer une méthodologie pour créer des interférences de référence dans les lignes de communication des équipements avioniques d'avion, de l'introduire dans le GOST concerné et de l'utiliser avec succès dans la pratique visant à assurer l'immunité au bruit des lignes de communication électriques aéroportées. Et avant cela n'a pas fonctionné ...

Et ce n'est qu'un début. La théorie de l'électromagnétisme attend son Faraday et ses Maxwell modernes. Vous ne pouvez pas exploiter sans fin l'autorité des grands scientifiques disparus depuis longtemps. Nous devons travailler nous-mêmes.