"Сверхпроводимость" и ее лжи...переходим к практическим занятиям

Продолжаем развеначание популярного мифа...переходим к опытам..
Автор
Сообщение
AlexEngine
#15359 2013-04-22 14:53 GMT

Продолжение..

Переходим у практическим занятиям...

...Напряжение U на участке электрической цепи складывается не только из падения напряжение на «омическом сопротивлении» цепи, но и из электродвижущих сил, на этом участке действующих.

Даже, если этот Участок Электрической Цепи – всего только медная проволочка, или кусочек переохлажденной ртути.

Итак, для любого участка электрической цепи:

U = Sum (iR) + Sum(E), (3);

Здесь:

Sum (iR) - сумма «падений напряжения» на «активных сопротивлениях» цепи.

Sum(E) – сумма всех электродвижущих сил (ЭДС.) в цепи, например таких как:

ЭДС Индукции, и Самоиндукции (ЭДСИ) Em,

ТермоЭДС (ТЭДС) Et,

Химическая ЭДС (ХЭДС) Ek.

В эксперименте Камерлинга-Онесса, разумеется, использовался второй метод «измерения» «сопротивления» ртутного образца, поскольку «сопротивление» холодных металлов очень мало.

Камерлинг пропускал через образец специально ограниченный постоянный ток I от батареи (в те времена, да и сейчас нередко, химические источники тока, как наиболее стабильные, используются для подобных целей), и замерял напряжения U на образце с помощью чувствительного «напряжеметра».

По величине этого падения, судил о «электрическом сопротивлении» r образца.

При охлаждении образца из ртути до некоторой критической температуры Tk Камерлингом было отмечено быстрое («скачкообразное») уменьшение U до нуля.

Что и было интерпретировано им, и его последователями, как - «исчезновение сопротивления».

Однако, друзья, как вы понимаете, «сопротивление» «обнулиться» никак не может.

Проводимость Образца, обратной величиной которого «сопротивление», – конечна, по причине конечного количества Свободных Носителей Заряда n в Образце, и конечной скорости v их движения по Образцу.

Но, если «сопротивление» исчезнуть не может, куда же делось U?

Естественно-очевидное объяснение этому «чудесному феномену» найдется немедленно, стоит только устранить Грубую Ошибку.

…Запишем правильное выражение для напряжения на Образце холодной Ртути из опыта Камерлинга-Онесса:

U = iR + Em + Et +Ek, (4)

Здесь:

iR - «падение напряжения» на «сопротивлении» Образца.

Em - ЭДС Индукции, и Самоиндукции (ЭДСИ),

Et - ТермоЭДС (ТЭДС),

Ek - Химическая ЭДС (ХЭДС).

Образец Проводника из замерзшей ртути в опытах Камерлинга-Онесса имел небольшие линейные размеры (длину в направлении тока), а сам ток использовался постоянный, поэтому, слагаемым Em можно пренебречь.

Так же можно пренебречь эдс химического происхождения Ek, ввиду почти идеальной химической инертности Гелия, по отношению к Металлам.

А вот температурный режим в опыте – весьма экстремальный.

Поэтому, ТермоЭДС в этом опыте весьма значительна, имеет принципиальное значение.

Теперь мы можем переписать (4) с учетом упрощений.

U = iR - Et, (5)

Поскольку, в эксперименте Камерлинга напряжение на образце обнулялось, записываем.

U = iR - Et = 0, (6);

А, вот и условие обнуления, «исчезновения» напряжения на Образце «сверхпроводящего» кусочка ртути:

iR = Et

Итак, необходимая, и достаточная причина «исчезновения» напряжения на «сверхпроводящем» Образце – наличие внутри него источника термоэлектродвижущей силы, компенсирующей влияние «сопротивления» Образца.

Именно она «обнуляет» напряжение на Образце, создавая иллюзию «исчезновения сопротивления» - иллюзию «сверхпроводимости»…

… «…Термоэлектрические явления,

совокупность физических явлений, обусловленных взаимосвязью между тепловыми и электрическими процессами в металлах и полупроводниках. Т. я. являются эффекты Пельтье, Томсона и Зеебека …»

…Вы обращали внимание, друзья, что при протекании Электрического Тока по Веществу обязательно выделяется Тепло, а Температура Вещества, по которому Ток протекает, норовит подняться?

Замечали?

А почему, спрашивали себя?

Правильно.

Ответ очень простой.

Температура повышается потому, потому, что Носители Заряда, электроны например, - тоже Вещество – его Частицы.

И, коль скоро, приобретают к имеющейся тепловой скорости vt, дополнительную токовую скорость vc по Проводу, то, разумеется, приобретают к имеющейся температуре t, соответствующую дополнительную температуру tc.

А как же иначе.

Если Проводник с Током охлаждать, отводя тепло с поверхности провода, внутри Проводника с Током возникает ТермоЭДС (Объемный эффект Зеебека), которая помогает внешней э.д.с. (или напряжению) «прогонять Пар и Апельсины» через этот самый Проводник.

В результате, падение напряжения на Проводе уменьшается, тем сильнее, чем сильнее Провод охлаждается.

Чтобы снять всякие сомнения в этом, предлагаю провести простенький опыт:

Подключите к источнику постоянного неизменного тока i достаточно длинный кусок металлической проволоки, и измерьте на ее концах напряжение u1.

Затем погрузите проволоку в холодную воду (а лучше - в дробленый лед), и убедитесь, что напряжение u2 на концах Проволоки уменьшилось.

А вы думали, что с понижением температуры Проводника, «уменьшается его « сопротивление»?

Вас обманули буквари, друг мой*.

«Сопротивление» Проводника уменьшиться никак не может, поскольку число Носителей Тока n НЕ менялось, как и Средняя Скорость их перемещения v вдоль по Проводника.

Рис. 1. «Теплый Проводник»

Рис. 2. «Холодный Проводник»

Обратите внимание, друзья.

При охлаждении одного и того же медного провода, для «прокачки» через него одного и того же количества Носителей (одно и того же тока силой i = 100.3 – 100.8 mA требуется напряжение u2 = 0.88 mV.

То есть, разность температур в 20 * (295* – 275*)

обеспечила объемную ТермоЭДС величиной 0.10 V, помогающую внешнему напряжению поддерживать ток в проводе, что составляет, примерно 10% прежнего «теплого» значения u1 = 0.98 mV..

Нетрудно посчитать, что при понижении температуры охлаждения до 0, ТермоЭДС справится со всем током без помощи внешнего напряжения, u2 станет равной нулю, и наступит «сверхпроводимость»…

…Причина возникновения ТермоЭДС проста, и самоочевидна.

Электронный Пар – тоже Пар (газ), и, при прочих равных условиях, его Давление тем больше, чем выше его Температура.

По этой причине, Электронный Пар «в середке» Проводника горячее, чем на поверхности.

И, до тех пор, пока Температура «электронного газа» внутри провода больше, чем снаружи, в полном соответствии со Здравым Смыслом, и Законом Природы, Электронный Пар этот устремляется оттуда, где его температура и давление больше, - туда, где его температура и давление меньше.

А как же иначе.

Вот эта Сила разности давлений, как раз и заставляет «электроны» (или другие Носители Заряда) «целенаправленно» дрейфовать, из «горячей» зоны в «холодную», совершая Электрический Ток.

И называется эта сила - ТЕРМОЭДС (термоэлектродвижущая сила).

И будет существовать эта ТермоЭДС до тех пор, пока в Провод подаются Горячие, разогретые до v, Электроны.

Рис. 3. Образование объемной ТермоЭДС в Проводнике

Другими словами, охлаждаемый снаружи Проводник с Током представляет собой «термопару», «холодный спай» которой расположен на поверхности Проводника, а «горячий» - внутри.

ТермоЭДС Проводника с Током направлена Радиально, Перпендикулярно Оси Основного Тока, и поэтому поддерживает любое из двух аксиальных направлений его течения**.

...

Продолжение следует...