Наша жизнь протекает в окружении таких явлений, как ток, заряды. Мы так к ним привыкли, что не замечаем их. Даже больше - многие считают, что это удел отдельных субъектов от науки, а простым людям оно ни к чему, но, несмотря на такое убеждение, им ничто не мешает пользоваться всем этим в повседневной жизни, явно и не явно встречаясь с этим явлением постоянно.
Со времён Эдисона, Фарадея, Вольта, Максвелла, Тесла и др. - это явление так и осталось изученным на уровне тех времён. Постулаты закладывались по понятиям того времени и были следствием развития механики. Все последующие поколения полагали, что постулаты, выдвинутые тогда и красиво подтверждённые тогда же опытами, и есть те неоспоримые факты и доказательства базовых догм всей нынешней электротехники и электроники. Опыты не сложные, изучаются их ещё в школе и потому у большинства сомнений не вызывают - ибо в том золотом возрасте большинству, всё сказанное взрослыми кажется истиной. А в дальнейшем это уже становится базой личных знаний, которые многими не принято пересматривать.
Но что если взрослые не так правы, как казалось? Что если они так же когда-то посчитали истиной то, что им сказали старшие? Неужели возможное заблуждение более чем 100-летней давности может быть основой наших знаний и теперь? Ведь не секрет, что некоторые пытливые умы всё-таки находили в школьных опытах некоторые нюансы, но были строго пресечены давлением авторитетов. Известно даже, что Тесла лет уже 100 назад пытался показать на опытах, что постулаты не так незыблемы, как кажется, но обществу проще и спокойней верить в то, что сказал основоположник, чем задуматься, да и так спокойней. Да ещё Эйнштейн с теорией вовремя подоспел. Не может же столько народу ошибаться? Но это лирическое отступление.
И так, что мы имеем - рассмотрим факты:
Раздел, связанный с электричеством, как известно, принято делить, по аналогии с механикой на 3 группы - статика, заряды и статическое электричество; динамика равномерного движения - ток постоянный; динамика движения с ускорением - ток переменный.
Статика.
Принято считать её базой заряды и тут яркий представитель - электрон, причём они материальны, но казус, что нам не удалось их физически поймать, и это объясняют их малыми размерами, очень малыми. Настолько малыми, что их не видно даже в электронный микроскоп. И на этом постулате строится весь этот раздел.
Базовые эффекты. Первопричину разделения зарядов можно произвести трением. Заряды скапливаются на поверхности диэлектриков. Одноимённые заряды отталкиваются. Заряды стекают с диэлектриков по проводникам. Скопив много зарядов можно произвести искру (разряд). Измерение производят по методу взаимодействия зарядов.
Ток.
Принято считать по аналогии с механикой, что носителем его является электрон, мелкий материальный объект, очень шустрый и настолько мелкий, что его даже не видно в электронный микроскоп, только облако от его перемещения. Вдумаемся - в электронный микроскоп! Т.е. система, которая построена на постулате про электрон, родственный ему объект исследования не видит частью, а только облаком! Как такое может быть? А есть ли мальчик?
Сколько раз пытались найти этот неуловимый электрон внутри облака и всё бесполезно! Не нашли, а искали, ух как искали! И единожды, давно выдвинутое предположение оказалось так живуче в умах, что до сих пор, при всех современных достижениях, многим кажется былью. Более того - все новые явления в этой сфере притягивают к этому постулату! Так появился дуализм в поведении электрона, так появились кванты. И, несмотря на все эти заплатки в теории её база считается верной! Более того, казус с измеренной скоростью движения электрона и скоростью тока объяснили просто - передачей взаимодействия толкающимися в проводнике электронов! И даже тот казус, что ток и не думал идти в материале проводника, а только по границе (поверхности) - никого не смутил - просто приняли, как бытность и всё.
Ток постоянный. Первопричина - разность потенциалов. Разделение потенциалов происходит посредством химической реакцией, ЭДС. Ток "идёт" по проводнику. Ток не проходит через диэлектрик. На диэлектрике (конденсатор) скапливаются заряды. Хороший потенциал создаст искру (разряд). Ток нагревает проводник. При "прохождении" создаёт некое поле, которое принято называть магнитным - ибо магниты на него и реагируют. Измерение производят взаимодействием по магнитному полю.
Переменный ток. Источник - ЭДС или периодический процесс, типа LС колебательный контур. "Идёт" по проводнику. Не проходит через диэлектрик, несмотря на то, что проходит через конденсатор. Может нагревать проводник. Может создать потенциал для искры (разряда). Имеет Фазу, которая жутко кусается, но никто её не поймал. Измерение производят взаимодействием по магнитному полю по базе постоянного тока. Имеет характеристику - частота изменения (колебаний). В пределе колебаний сродни постоянному току.
Если вкратце, то вроде всё.
Вдумаемся, что мы видим? Неужели они так похожи? И правда, где отличие? Собственно в чём? Все явления требуют некое действие для проявления. Используют проводники для пространственного взаимодействия, но не могут для этого использовать диэлектрики. Располагаются всегда на поверхности. Нагревают проводники. Создают искру. Измеряются магнитным или статическим методом. Собственно и все эффекты, по которым мы о них можем судить, остальное чисто предположения. Нас может смутить некоторое отличие в методе измерения и представления? Так это не беда - припомним, что статический заряд можем накопить в лейденской банке (конденсатор) после чего нам ничего не мешает подключить к ней цепь и о чудо! Мы видим все признаки тока! И даже можем его померить привычным способом. А качественные различия постоянного и переменного тока? Так только в частоте, насколько известно. Т.е. постоянный ток - это либо очень быстрый переменный, либо переменный ток - это ну очень медленный постоянный. Или же постоянный ток есть частный случай переменного на определённом этапе смены фазы переменного. Одно другому ну нисколечко не мешает. Лишь подтверждая, что по сути-то это единое, но под разным боком!
И что мы видим? Наука столько лет создавала разные формулы, способы расчёта, методики, обоснования, подходы одного и того же явления в разных видах только на основании предложенного более 100 лет назад разделения родственных явлений?! Как же так может быть? Слон - это змеёй хобот или 4 тумбы ноги? Логичней было бы считать это разными проявлениями воздействий на одну и ту же среду? Мы её не видим и не чувствуем? Ведь и воздух, когда-то считался слишком рыхлым, чтобы поднять самолёты! Пока не нашлись те, кто это опроверг, но и ныне можно встретить субъектов, не верящих, что самолёт может летать и не махать крыльями.
Человеческая природа, однако, уверенная в том, что существует только то, что можно потрогать. Вот суть такого казуса! А ведь ещё столетие назад Тесла показывал опыты с электричеством, объясняя их наличием вокруг нас эфира, эфемерного мира! Убедительно доказывал, с примерами! На моделях! А люди что? А люди верили тогдашним авторитетам, а не молодому человеку, показывающему диковинные опыты. И только проблемы с передачей постоянного тока на большие расстояния заставило использовать переменный ток вопреки их вере! А ведь он и нынче противоречит базовым понятиям тока. Но с этим мирятся, ибо он есть и им пользуются, свыклись.
Вот и выходит, что по какой-то непонятной причине, обладая множеством фактов, проводя эксперименты, строя новое, цивилизация в некоторых не таких пустяковых моментах, как электричество, базируется на изначально неверном постаменте. И всё созданное - не суть знания явления, а всего лишь описание следствий, полученных экспериментально. Примерно, как рассчитывать работу двигателя, не видя его, а по оставшемуся после проезда машины выхлопу. Странно? А ведь так оно и есть!
Для наглядности обрисуем на простом и немного утрированном примере картину электрического мира. Представим себе бесконечно большую поверхность, скажем что-то типа пирса, под которой есть вода. Но поверхность не просто монолитная, а имеет некоторые отверстия до воды, скажем метр на метр на расстояниях примерно в 10 метров. Но этого мало - эта поверхность "пирса" затянута гибким материалом (брезентом) и поэтому мы не видим воды! Даже не догадываемся, что она есть, ибо видим сплошное полотно брезента. Однако в некий момент времени, перемещаясь по поверхности такого пространства, экспериментатор случайно обнаруживает, что если некий груз положить на поверхность - то при определённых условиях в некоторых местах происходит чудо! Груз оседает, но этого мало, не так далеко вырастает горка! Он помещает на неё груз - и она становится меньше, но при этом тот первый груз - поднимается! Делаем вывод, что много груза в одном месте вызывает подъём поверхности в другом месте! Что же дальше? Дальше этот эффект записывает как постулат, что эта поверхность есть, не что иное, как заряд, который может иметь знак "-" (электрон) или "+" (дырка, позитрон). Как измерить? высота столбика - величина зарядов. Вот и родилось учение о статическом электричестве.
Но время не стояло на месте, и его внимательный взгляд заметил, что есть участки, где возникает, не просто подъём поверхности, а возникает некая дорожка! О! говорит исследователь - да это же ток! А состоит он из многих маленьких твёрдых электронов, которые движутся и которые нельзя разглядеть потому, что они такие шустрые! А дорожку назовём проводником - он же их проводит! А всё остальное пространство будет диэлектриком - ведь там ток не проходит! Так появилось учение о постоянном токе.
Для практического применения "изобретает" линейку, которую можно поставить рядом с таким бугром и по его высоте измерить напряжение! А измерить ток? Так на дорожку кладёт груз - чем ниже просел - тем ток меньше. Тут же выводит фундаментальный закон для постоянного тока (Закон Ома) - зависимости тока, напряжения и сопротивления (веса груза). Разрабатывает метод передачи сигналов на расстояние - положил 1 вес - точка, 2 веса - тире. Так сделали телеграф (Морзе).
Прошло время, как-то экспериментатор обнаружил, что если не просто класть камни, а периодически давить грузом на это место - ну или самому хорошо попрыгать - то в другом месте возникает то же самое! А если прыгать с определённой частотой, то можно прыгнуть и выше, чем у источника! О! Говорит - резонанс! А если прыгать вначале дорожки (проводника), то по дорожке (проводнику) будет бежать волна! И что тут же было замечено - дойдя до конца дорожки, эта волна как ахнет обратно и по прыгуну! Во! Обратная волна! И такое явление стали называть переменным током. А бег волны туда-сюда от препятствия к препятствию с нарастанием волны - резонансом, а систему - LC контуром.
Но этого оказалось мало! Волна не просто бьётся о конец дорожки, а ещё иногда и продолжает двигаться в другой дорожке, которая отделена от первой пространством (диэлектриком). О, говорит исследователь, переменный ток может проходить через диэлектрики!
Так же исследователи в своих экспериментах стали обнаруживать странное явление, что есть места, где волна не просто идёт по прямой, а расходится кругами от источника! Так родилась радиосвязь.
А что дальше? Дальше было много исследований. Электрон продолжали считать твёрдым, ибо так привычней, а новые знания про волны ему вменили, как дуализм - двойственность свойств, в самом деле - не отказываться же от постулатов и не переписывать же всё ранее написанное?
Уже позднее некоторые исследователи захотели посмотреть, что внутри частиц, которые они в электронный микроскоп не видят, стали строить большие грузобросалки и молотки (ускорители) для проникания в тайны материи. И выяснили интересную вещь - если сначала сделать выпуклость (создать заряд), а потом посильнее садануть по нему - то эта выпуклость уже не такая монолитная, а представляет собой много выпуклостей, но недолго - потом они опять затихают. О! говорят исследователи - эти выпуклости доказывают рождение новых видов элементарных частиц и меньше электрона! Смотрите, какое у них разнообразие! Но нет предела совершенству, хочется познать больше, значит надо вмазать посильнее. И чтобы исследователи могли ещё лучше понять строение материи - им нужен более мощный аппарат или молоток - они им как жахнут! Может ещё чего узнают.
К чему всё это? Да собственно к тому странному казусу изучения мира, которое сложилось, когда наша цивилизация исследует не саму среду, которая создаёт такое явление, как ток, считая её основой, а явления и следы этой среды по отдельности. И, несмотря на все достижения, они достигнуты только лишь на основе чисто опытных данных в своей базе, без понимания сути. А ведь, сколько времени можно было за эти 100-150 лет сэкономить, не будь человечество таким материалистичным и упёртым в авторитеты в своём желании познать мир.
И не только Теслу, Максвелла подвинули на этом своём пути и имеем то, что имеем. А вот такое понимание строения мира дало бы осознание, более того уверенность и подтверждение даже того, что связь и "передача" информации в нашем мире может быть настолько дальней, насколько мы сами сможем удалиться, а "источники" энергии могут быть без затрат материальной энергии. Причём формулы и расчёты, используемые ныне можно применять и в такой концепции, только лишь надо уметь и понимать суть описания формулами явлений, а не просто заучивать.
Умеющий думать, да поймёт.
[RasSkazu_068_23112006_Про ток (As is), Dmitrij]