《探索物理领域》
作者:czhejialin@163.com       2010/10/23
    作者 何加林

    得失电子的理论缺陷

    定义和定律是事物存在的解释,精确的定义和定律有利于系统的研究和发展。

    关键词:发电 静电 雷电 电子结构

    大多数物质都会具备弹性特征,这种概念、作者猜想到更为广泛的领域,宇宙中的任何一种物质,从一个点增长为一条线,无论它的距离长短、都会具备弹性特征。是物质的属性不同、导致了弹性大小和强弱的差别。

    发电机的磁场是由定子和转子的铁芯共同建立的,如果把磁力线的方向视为纵向,那么,发电机转子的线圈,在磁场范围内横向运动时就会切割磁力线、输出一定的电能。发电机转子的铁芯,在磁场范围内横向运动时、直至挣脱磁场引力的瞬间、就会拉伸至崩断磁力线,输出更大的电能。因此得出以下结论:磁力线具有弹性特征。磁力线被切割时产生的能量小于磁力线被拉伸至崩断时产生的能量。

    一、以定子采用励磁方式的发电机为例(定子是永久磁铁的例外)。磁力线具有弹性特征。磁力线被切割时、产生的能量≤1(小于或等于1)。磁力线被拉伸至蹦断时、瞬间产生的能量≥1(等于或大于1),能量输出是等于还是非等于1和使用的材料有关。

    二、静电的产生,除了摩擦因素以外还与环境温度有关,温度过高或过低都
不易产生静电。

    三、在交流电和直流电当中,电子的结构是实心的(●)类似于水滴,电子在导体中移动时做功。

    四、在静电中,电子的结构是空心的(○)类似于肥皂水吹出的气泡,电子附着于载体表面,容易形成堆积,能量释放时电子呈爆炸状破灭,电子的堆积数量越多、连环效应产生的威力也就越大。

    五、空心电子的收缩动作,能够产生非磁性的引力作用,同性之间没有排斥反应,单极性的正电量没有电流特性。

    六、云层中雷电的能量是由地球表面提供的,提供这种能量的成份是静电电子,水蒸气是它的运载工具。

    定义或定律的解释方法、都是一些创新的论点,目前仍然处于初级研究阶段,一个人的能力是有限的,依靠集体的智慧才能取得成果,所有的电学理论都是如此。也许通过气体染色、光线折射、检测数据等手段,可以证实静电的特殊结构,欢迎世界各地的有识之士参与合作。

    1、发电

    (1)、根据切割磁力线发电的工作原理,我们利用开关电路试验静态发电装置,产生的能量总是小于1,多次试验后发现,模拟电路无法突破变压器的能量范围。

    (2)、利用2极发电机做试验,定子是永久磁铁,用手给转子顺时针加力,随着旋转角度的变化,感觉到转子的反作用力是逐渐增大,反作用力突然消失时,此时,发电机输出的能量最大。发电是由转子的铁芯与定子的磁极,从最大截面积、或者说是从磁通量最大处逐渐移出的过程(见等效图)。电动势的突变、是由磁力线被拉伸至突然崩断时形成的,这个拉伸至崩断的过程,只有外加足够的动力、在挣脱磁场的引力时才能完成,是无法利用电子电路模拟的。

    (3)、利用同一台发电机做试验,把原有的转子去掉,换用一个非导磁材料做骨架的漆包线绕组,作为新的转子,用手给转子加力,随着旋转角度的变化,感觉不到反作用力,此时,发电机输出的能量很小(排除了磁间隙的影响),能量输出的大小只是和旋转速度有关,没有突变的能量出现,能量的输出是切割了磁力线产生的。切割磁力线时,磁场密度最大时产生的能量最大,磁场密度最小时产生的能量也最小,有一个渐进、渐出的过程,不会出现迸发、突变的现象。

    (4)、还是利用同一台发电机做试验,把原有的转子去掉,换用一个非导磁材料做骨架、导磁材料做线圈绕组,作为新的转子,用手给转子加力,随着旋转角度的变化,能够感觉到反作用力,此时,有突变的能量出现,能量的输出是拉断了磁力线产生的,但是,发电机输出的能量还是很小。输出能量小的主要原因是,用导磁材料做线圈绕组、造成了大部分磁力线被短路,输出的能量也就变小了。

    (5)、换一台励磁方式的2极发电机做试验,将发电机转子停留在磁场面积最大处、把它固定住,给励磁线圈加直流电,发电机转子的线圈没有电能输出,因为,此时的磁力线处于守恒状态,把励磁线圈的直流电断开的瞬间,发电机转子的线圈有一个电动势输出,这个过程相当于切割了磁力线、所以产生了电能,假设此时的磁力线是100根,励磁线圈断电的瞬间,100根磁力线就会同时被切断,那么产生的这个电动势的能量到底有多大呢?我们不说大家也都明白,这个过程类似于汽车点火器的功能,输出的能量与变压器相同,这个电量仅仅是一个感应过程,没有多余的能量输出。

    还是同一台发电机,我们按着切割磁力线的工作原理,再分析一下它的发电过程,把转子的旋转速度放慢后观察其细节性的问题,给励磁线圈加上直流电,发电机建立了磁场,给转子加动力,转子在单位时间内开始脱离磁场并切割磁力线,随着转子的渐出过程,磁力线被切割的数量是越来越多,没有被切割的磁力线数量是越来越少。仔细观察一下磁力线的切割过程,假设此时的磁力线也是100根,转子通过磁场的时长是1秒钟,这100根磁力线是由S-N两个磁极之间共同建立的,转子切割磁力线的过程、要从磁极两端的两个相反的方向同时开始,那么转子在开始脱离磁场的0.1秒时间内、应该是切割了20根磁力线,依此类推,到达0.5秒时、就能把100根磁力线切完,此时发电机的转子却刚刚走完了磁场的一半,这后面的一半该如何进行呢?经试验后发现,正是这磁场的后一半、也是产生能量的最大区域,按此分析,切割磁力线不是发电的全过程。

    然而,转子分段切割磁力线的过程(包括磁场的后一半)所产生的电动势、却远大于100根磁力线同时被切割所产生的能量范围。磁力线到底是同时切割效率高?还是分段切割效率高呢?发电机能量的产生、是否还有切割磁力线以外的什么东西在发挥作用呢?

    按实际情况分析后得出,转子运行的前0.5秒钟并没有切割磁力线,只是把磁力线拉成了S形状,在转子运行的后0.5秒钟磁力线才会断掉,因此判断是转子拉断了磁力线。那么,拉断磁力线和切割磁力线有什么不同吗?种种疑问让我们思考很多。

    经分析认为,漆包线是用金属铜制成的,绝缘漆可以防止电场短路、金属铜可以防止磁力线短路。金属铜具有隔磁特性,类似于物体挡住了光线,也是能够切割磁力线的主要原因。

    电动势的变化能够导致磁力线的变化,电动势处于守恒状态时,磁力线也处于守恒状态。

    磁力线的变化能够导致电动势的变化,磁力线处于守恒状态时,电动势就会消失。

    最终根据磁力线的弹性特征,联想到橡皮筋被拉断和被切割的过程,权衡能量守恒定律等,判断出第一个论点。

    2、静电与环境温度的关系

    雷电属于自然环境中的静电,雷电活动具有季节变化、区域差别、南北半球交替出现,分析其中的原因与云彩的运动方式无关。秋冬季节雷电稀少,春夏季节雷电偏多,青藏高原雷电稀少,四川盆地雷电偏多,乞力马扎罗山、位于赤道地区,这里没有季节变化、只有旱季和雨季之分,山顶下雪、山下雷雨,两种不同的天气可以同时出现。

    暴风雪属于强对流天气的一种形式,其中没有雷电活动。另外,塑料制品的印刷工艺,为了增加油墨的牢固度、利用火焰清除塑料制品表面的静电等。影响雷电的主要原因是环境温度,判断为第二个论点。

    3、静电及电子结构等

    (1)导体、半导体、绝缘体的划分,对交流电和直流电而言比较明显,但是,静电在绝缘体当中的活动却特别常见。

    (2)纯毛的毛衣和化纤的衬衣穿在一起,就会产生大量的静电,脱衣服时在后背的位置容易出现放电现象,缓慢行走的闪光线条伴随着多条分叉,声音较大并且变化多端,它和雷电相比只是电量大小的差别,这不是偶然的巧合,它们都是自然环境中的静电,理应使用相同的解释理由,布料和云彩只是载体,无法改变静电的本质。

    (3)闪电的线条形状较多,几乎没有平面式结构,放电的线条和云彩被照亮的情况不一样。闪电光多为橙黄色、类似火焰光,属于暖色光,电弧光多数是偏蓝色、为冷色光。

    (4)云彩的运动是混沌状态,和烟雾一样、没有统一的方向。闪电在一处爆发,逐渐延伸到几个方向、形成树状结构,仔细观察可以看到全过程,运动方式低于光电的传播速度,却高于云彩的运动速度,这种大范围、远距离的放电,正负电荷放电无法完成这种循序渐进的特殊动作。在日常生活中,用电线路出现一个短路点同样会产生火花,一般情况下短路点会瞬间被烧毁,线路也就恢复了正常,在电源电量过低的设备中,一个短路点就可以把所有的电能释放完,看不到火花也听不到声音,短路点也不会被烧毁。然而,雷电则不同,放电从一个短路点开始逐步向外扩展直至全线崩溃,估计雷电在能量较低时放电的机会也很少,甚至,能量达不到一定的程度时、根本就不会形成放电现象,否则,雷电无法聚集更多的能量。

    (5)我们怀疑云彩之间的摩擦能够产生静电,两个云团相遇可能会有浓度、温差之类的区别,它们之间不是擦肩而过,更多的情况是上下翻滚着相互溶合,两个云团相遇没有明显的界线之分,相遇并溶合的速度高低也不会造成太大的差异,这是一个云系逐渐生成的必然过程,不存在剧烈的摩擦。云团所携带的微小颗粒物质之间可能不相容,也许会发生摩擦,如果是尘埃颗粒的摩擦产生了电能,那么,沙尘暴天气的雷电活动也许会更强一些。

    浓雾就是低空的云彩,登山运动有时可以穿越云彩,只是所在的空间位置不同,那么下雾的地区为什么没有雷电发生呢?分析其中的原因是由以下几种情况所致,1、因为雾与地表大面积的接触,电能还未形成一定的规模就被释放掉了。2、潮湿的地表根本就不能产生静电电子。3、在潮湿的地方水蒸气蒸发时、被携带走的静电电子是负电荷,这种电荷与大地是同一极性,因此,不存在放电现象。4、只有在干燥的地方才会产生静电电子的正电荷,水蒸气蒸发时才有可能把它带走,这种附着于载体的静电电子,大多数是随着上升气流行进至高空后才会停留并聚集,刚脱离地表时个体很小也比较分散,即使和负电荷相遇形成放电,人们也感觉不到它的存在。

    在生活中也能发现,载体的绝缘性能越强、静电电子的堆积量也就越大,反之, 载体导电性能越强、静电电子的堆积量也就越小,这种堆积现象就是能量的积蓄过程。导体上的静电电子有时还未形成堆积就被释放掉了,这是载体导电性能越强、静电电子的堆积量也就越小的主要原因。导体上携带的静电电子如果没有机会被释放,静电电子的堆积量同样是越积越多。

    在地球大气中,雷电现象从北回归线以南、南回归线以北、海拔四千米以下的区域,根据不同的季节、转移活动范围,但是,云彩的运动却远远超过了以上的区域,海拔四千米以上、南北两极地区,都是常年积雪的天气,几乎没有雷电活动,明显的差别就是环境温度。

    雷电活动的区域、分布也不均匀,来自内陆的云系雷电较多,来自海洋的云系雷电稀少,下午到夜间的雷电较多,清晨到上午的雷电稀少。台风在赤道附近的海洋生成,北半球逆时针旋转、向西北方向移动,南半球顺时针旋转、向西南方向移动,台风云系的摩擦非常强烈,在没有和内陆云系混合之前,其中只有狂风暴雨、没有雷电活动。

    雷电的能量大小也有一定的范围,从春天的第一次雷声开始,只有次数多少的差别,没有春天从小到大、秋天从大到小的变化过程。

    雷电能量是连续的爆发释放,变化多端的雷声就是例证,音频频率锁定了听觉范围,闪电从一端开始、逐步走向另一端的慢动作,可以充分地反映出、能量是在原地燃放,属于连环反应的线条形状。

    雷雨季节,从云层到地面具有一定的高度,绝大多数的避雷针根本接触不到云彩,但是,它能起到防雷的作用。行人遭受雷击事故,也是在远离云彩的地方。球形闪电可以在空气中漂浮移动。不难看出,雷电的能量是单极性的整体结构,并且可以到达云彩以下,同性相斥的库仑定律在此不能验证,正负电荷的解释理由过于牵强,地面雷击现象只是消耗一种电荷,千万年的积累、云彩中的正负电荷比例将会失衡。

    雷电属于静电类电能,因此可以判断,静电和交流电以及直流电中的电子结构、有着本质上的区别。静电中的电子、流动性差、分布不均,而且容易形成堆积或粘连。

    两种不同物质之间的摩擦产生了静电,其中存在电子变异的可能性,雷电的悬空漂浮能力,闪电的慢动作产生连续变化的雷声,以及环境温度的影响等,只有空心电子才能合理地解释静电的特殊性。

    在超低温的环境中,某些材料出现超导现象,电阻的作用只是针对交流电和直流电而言。环境温度过高达到极限时、空心电子破裂,电量较小时没有声音和闪光,环境温度过低、空心电子萎缩性消失,冬季衣服携带静电是由人体保证了环境温度。《物理学》不能合理地解释、低温能够抑制静电的活动、以及静电的引力功能。

    静电无论电量大小、都会具备非磁性的引力特性,能够吸附在任何物体之上,地球表面存在大量的静电活动,它们有机会跟随水蒸气升空,并且容易受到季节变化的影响,到达云层以后个体之间相互吸引,形成了单极性的正电量,由于载体的挤压运动,逐步形成了线条的形状,放电之前处于隐形状态,就像断了线的风筝在云彩中漂浮,龙头下垂可以伸展到云彩以下对地放电,线条较短下降速度过快时、卷缩成了球形闪电,剧烈撞击、撕扯动作、接触大地等都能造成放电。

    静电放电时电子发生爆炸,这是雷声巨大破坏力强的主要原因,大自然存在许多相通的道理,变数不离其中,空心电子的收缩动作、就是静电的引力功能,并且没有同性排斥反应,类似泡沫的行为特征。

    交流电和直流电则不同,首先是电子不能在绝缘体中堆积,放电时声音也很小,例如,人们在使用电焊时,听到的声音是助焊层和焊条溶化时发出的,却听不到放电的轰鸣声,调整电焊机的输出电流时、也感觉不到放电能量的变化。因此,判断为三、四、五、六的论点。

    以上论述和判断是否准确,也许能够在衣服当中、验证静电的真实情况,分析雷电现象、过多的强调云彩问题,等于画蛇添足,云彩的主要成分是水蒸气和尘埃物质,密度非常松散,对于微小零散的正负电荷来说、很难形成整体电量,雨水检验证明,其中没有正负电荷的物质成分跟随雨滴降落。期待学术界的专家学者们关注这些论点。

    论文《探索物理领域》2007年10月16日首次在河北金思达信息网上发表,这是第二版,论述内容略有增补或完善,敬请大家关注。

    电子邮件:czhejialin@163.com

    作者:何加林

    2010年10月16日于河北沧州