Архивы за Март, 2018

БАЛАНСЫ МОЩНОСТЙ В СИСТЕМАХ УРАВНЕНИЙ МЕТАСИСТЕМЫ

0

 

 

БАЛЛАНСЫ МОЩЬНОСТЕЙ В СИСТЕМАХ УРАВНЕНИЙ МЕТАСИСТЕМЫ

 

Статья в формате PDF доступна для скачивания:

 

Кравчик Ю.С. Балансы мощностей в сиситемах уранений метасистемы формат PDF

 

Introduction.

The paper discusses the conclusions of power balance equations for metasystem equations systems introduced by the author [1,2] and presented on this site. Also given is a brief analysis that allows us to determine some properties of the fields under consideration and compare them with the properties of the electromagnetic field EH.
The presented conclusions of the equations of power balances of systems of metasystem equations allow to predict the behavior of these fields. Similar formulas for power balances can be written out for a metasystem with a magnetic component. This opens the possibility of creating technical devices for their use, taking into account the distinctive properties that they can exhibit. You can expect the appearance of devices with significantly higher power increases.For example, in an electric arc in a falling section of the current-voltage characteristic, current growth occurs when the voltage falls. This indicates a negative internal resistance and a positive power balance. In this case, the current channels are compressed. The described phenomena fit into the model with longitudinal fields described by the system of equations (5).
Compression terms also appear in the electromagnetic case in the case of the choice of the expofunctional waveform [4] with the release of active power.

 

 

Предисловие.

Данная статья, по своему содержанию, частично повторяет предыдущие статьи Автора. Это делает ее немного избыточной. Но так сделано для того, чтоб избежать перекрестных ссылок на другие статьи, и при этом каждая статья становиться, отчасти, самодостаточной и относительно независимой по содержанию.

Введение.

В статье рассматриваются выводы уравнений балансов мощностей для систем уравнений метасистемы,  введенной автором [1,2] и представленной на данном сайте. Так же дан краткий анализ, позволяющий определить некоторые свойства рассматриваемых полей и сравнить их со свойствами электромагнитного поля ЕН.

Метасистема

 

Выпишем системы уравнений метасистемы для электрической Е составляющей:

 

(1)

 

    \[ \left\{ {\begin{array}{l} rot\overline E +\overline {J_{A} } +g_{A} \frac{\partial \overline A }{\partial t}=0, \\ rot\overline A +\overline {J_{E} } +g_{E} \frac{\partial \overline E }{\partial t}=0, \\ div\overline A -\frac{1}{g_{A} }\rho_{A} =0, \\ div\overline E -\frac{1}{g_{E} }\rho_{E} =0. \\ \end{array}} \right. \]

 

(2)

 

    \[ \left\{ {\begin{array}{l} dis\overline E -\overline {J_{D} } +g_{D} \frac{\partial \overline D }{\partial t}=0, \\ dis\overline D +\overline {J_{E} } -g_{E} \frac{\partial \overline E }{\partial t}=0, \\ div\overline D -\frac{1}{g_{D} }\rho_{D} =0, \\ div\overline E -\frac{1}{g_{E} }\rho_{E} =0. \\ \end{array}} \right. \]

(3)

    \[ \left\{ {\begin{array}{l} dis\overline E -\overline {J_{C} } +g_{C} \frac{\partial \overline C }{\partial t}=0, \\ dis\overline C -\overline {J_{E} } +g_{E} \frac{\partial \overline E }{\partial t}=0, \\ div\overline E -\frac{1}{g_{E} }\rho_{E} =0, \\ div\overline C -\frac{1}{g_{C} }\rho_{C} =0. \\ \end{array}} \right. \]

(4)

    \[ \left\{ {\begin{array}{l} rot\overline E +\overline {J_{H} } +g_{H} \frac{\partial \overline H }{\partial t}=0, \\ rot\overline H -\overline {J_{E} } -g_{E} \frac{\partial \overline E }{\partial t}=0, \\ div\overline H -\frac{1}{g_{H} }\rho_{H} =0, \\ div\overline E -\frac{1}{g_{E} }\rho_{E} =0. \\ \end{array}} \right. \]

(5)

    \[ \left\{ {\begin{array}{l} g_{E} \frac{\partial E_{I} }{\partial t}+J_{EI} =\frac{\partial Q_{I} }{\partial x_{I} }, \\ \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{I} }=g_{Q} \frac{\partial Q_{I} }{\partial t}+J_{QI} , \\ \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0, \\ \frac{\partial Q_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0. \\ \end{array}} \right.\mbox{\, \, } \]

(6)

    \[ \left\{ {\begin{array}{l} g_{E} \frac{\partial E_{I} }{\partial t}-J_{EI} =\frac{\partial S_{I} }{\partial x_{I} }, \\ \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{I} }=g_{S} \frac{\partial S_{I} }{\partial t}-J_{SI} , \\ \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0, \\ \frac{\partial S_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0. \\ \end{array}} \right.\mbox{\, } \]

(7)

    \[ \left\{ {\begin{array}{l} g_{E} \frac{\partial E_{I} }{\partial t}+J_{EI} =\frac{\partial R_{I} }{\partial x_{I} }, \\ \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{I} }=-g_{R} \frac{\partial R_{I} }{\partial t}-J_{RI} , \\ \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0, \\ \frac{\partial R_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0. \\ \end{array}} \right. \]

(8)

    \[ \left\{ {\begin{array}{l} g_{E} \frac{\partial E_{I} }{\partial t}-J_{EI} =\frac{\partial T_{I} }{\partial x_{I} }, \\ \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{I} }=-g_{Т} \frac{\partial T_{I} }{\partial t}+J_{TI} , \\ \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0, \\ \frac{\partial T_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0. \\ \end{array}} \right. \]

Здесь:
A,D,C – напряженности введенных, неэлектромагнитных, полей, JA, JН, JC,, JD – пространственные плотности токов соответствующих полей, gA, gН, gC, gD – константы проницаемости среды для соответствующих полей, ρA, ρН, ρC, ρD – пространственная плотность заряда соответствующих полей,
Q, R, S и T – напряженности неэлектромагнитных полей, JI – пространственные плотности токов соответствующих полей, g – проницаемость среды для соответствующих полей. Система уравнений Максвелла традиционно записана под номером (4), а сокращение disE и аналогичные ему, имеют следующий смысл:

    \[ \begin{array}{l} disE= \\ =\overline {x_{0} } (\frac{dE_{Y} }{dz}+\frac{dE_{Z} }{dy})+ \\ +\overline {y_{0} } (\frac{dE_{Y} }{dz}+\frac{dE_{Z} }{dy})+ \\ +\overline {z_{0} } (\frac{dE_{X} }{dy}+\frac{dE_{Y} }{dx}). \\ \end{array} \]

Баланс мощности для электромагнитного ЕН поля.

Здесь коротко приведем известный [3] вывод уравнения баланса мощности для электромагнитного поля ЕН системы уравнений Максвелла (4). Это послужит образцом для вывода других уравнений.
В соответствии с [3], три векторных компоненты первого уравнения скалярно умножаем на вектор H. После этого три векторных компоненты второго уравнения скалярно умножаем на вектор Е. Из первого результата вычитаем второй и получим после преобразования [3]:

(9)

    \[ \begin{array}{l} div\left[ {\overline {E,} \overline H } \right]= \\ =-g_{E} \overline E \frac{d\overline E }{dt}-g_{H} \overline H \frac{d\overline H }{dt}- \\ -\overline {J_{E} } \overline E -\overline {J_{H} } \overline {H.} \\ \end{array} \]

Из свойств этого уравнения следует, что электромагнитное поле ЕН неограниченно рассеивается в пространстве – это видно по знакам компонент в правой части уравнения (9).

Баланс мощности для системы уравнений (1)

Для системы уравнений (1) вывод уравнения баланса мощности повторим по аналогии с выводом уравнения (9). Получим:

(10)

    \[ \begin{array}{l} div[\overline E ,\overline A ]= \\ =-\overline {J_{A} } \overline A -g_{A} \overline A \frac{d\overline A }{dt}+ \\ +\overline {J_{E} } \overline E +g_{E} \overline E \frac{d\overline E }{dt}. \\ \end{array} \]

Уже здесь видны отличия полей ЕН и ЕА. Поле ЕН свободно рассеивается в пространстве, т.е. распространяется. Компоненты поля Е и А входят в уравнение баланса мощности с разными знаками, и при этом индуктивно связаны между собой. Следовательно, можно предположить, что рассеивание компоненты поля А будет сопровождаться сжатием компоненты поля Е и поведение поля будет носить колебательный характер в ограниченной области пространства, а вместе с полем будет происходить и колебание мощности. Это – существенные отличия в поведении полей ЕН и ЕА.

Баланс мощности для системы уравнений (2)

Для второй системы уравнений (2) проведем преобразования, аналогично с двумя предыдущими, с некоторыми отличиями. Векторные компоненты первого уравнения системы уравнений (2) скалярно умножим на вектор D. Векторные компоненты второго уравнения скалярно умножим на вектор Е и результаты двух преобразований покомпонентно сложим. В результате получим следующее выражение:

(11)

    \[ \begin{array}{l} div\{\overline E ,\overline D \}= \\ =\overline {x_{0} } \frac{d}{dx}(E_{Y} D_{Z} +E_{Z} D_{Y} )+ \\ +\overline {y_{0} } \frac{d}{dy}(E_{X} D_{Z} +E_{Z} D_{X} )+ \\ +\overline {z_{0} } \frac{d}{dz}(E_{X} D_{Y} +E_{Y} D_{X} )= \\ =\overline {J_{D} } \overline D -g_{D} \overline D \frac{d\overline D }{dt}- \\ -\overline {J_{E} } \overline E +g_{E} \overline E \frac{d\overline E }{dt}. \\ \end{array} \]

Левая часть выражения (11) отличается от левой части выражения (9), но содержит компоненты вектора мощности и поэтому может быть истолкована как дивергенция вектора мощности. В правой части выражения (11) так же присутствуют компоненты с разными знаками, что указывает на возможность концентрации компонентов поля совместно с их частичным расширением.

Баланс мощности для системы уравнений (3)

Для системы уравнений (3) баланс мощности получим аналогично предыдущему уравнению (11). Левые части будут выглядеть аналогично, поэтому запишем их сокращенно. В результате получим следующее выражение (12):

(12)

    \[ \begin{array}{l} div\{\overline E ,\overline C \}= \\ =\overline {J_{C} } \overline C -g_{C} \overline C \frac{d\overline C }{dt}+ \\ +\overline {J_{E} } \overline E -g_{E} \overline E \frac{d\overline E }{dt}. \\ \end{array} \]

В (12) так же в правой части часть компонентов входит со знаком плюс, а часть – со знаком минус. Это так же указывает на возможность одних компонент поля сжиматься, а других – рассеиваться.

Баланс мощности для системы уравнений (5)

Для системы уравнений (5) получим баланс мощности путем умножения первого уравнения системы уравнений (5) на EI, а второго – на QI. Аналогично поступим с составляющими по двум другим координатам. Все три результата покомпонентно сложим и в результате получим:

(13)

    \[ \begin{array}{l} div(\overline E ,\overline Q )= \\ =g_{E} \overline E \frac{d\overline E }{dt}+\overline {J_{E} } \overline E + \\ +g_{Q} \overline Q \frac{d\overline Q }{dt}+\overline {J_{Q} } \overline {Q.} \\ \end{array} \]

В левой части получим дивергенцию скалярного произведения векторов E и Q, которую следует трактовать как дивергенцию мощности.
Как видно из полученного уравнения, все компоненты правой части сжимаются, т.е. происходит самофокусировка компонентов поля без специальных дополнительных решений и условий. При этом можно ожидать увеличение мощности поля, т.к. сжатие поля должно вести к увеличению мощности. В электромагнитном ЕН случае происходит обратный процесс – мощность рассеивается.

Для следующих систем уравнений (6) – (8) выводы будут аналогичными. Приведем конечные результаты в следующем виде.

Баланс мощности для системы уравнений (6)

(14)

    \[ \begin{array}{l} div(\overline E ,\overline S )= \\ =g_{E} \overline E \frac{d\overline E }{dt}-\overline {J_{E} } \overline E + \\ +g_{S} \overline S \frac{d\overline S }{dt}-\overline {J_{S} } \overline S . \\ \end{array} \]

Баланс мощности для системы уравнений (7)

(15)

    \[ \begin{array}{l} div(\overline E ,\overline R )= \\ =g_{E} \overline E \frac{d\overline E }{dt}+\overline {J_{E} } \overline E - \\ -g_{R} \overline R \frac{d\overline R }{dt}-\overline {J_{R} } \overline R . \\ \end{array} \]

Баланс мощности для системы уравнений (8)

(16)

    \[ \begin{array}{l} div(\overline E ,\overline T )= \\ =g_{E} \overline E \frac{d\overline E }{dt}-\overline {J_{E} } \overline E - \\ -g_{T} \overline T \frac{d\overline T }{dt}+\overline {J_{T} } \overline T . \\ \end{array} \]

Как видно, в правых частях уравнений балансов мощности присутствуют члены как сжатия, так и расширения в различных комбинациях.

Заключение

Представленные выводы уравнений балансов мощностей систем уравнений метасистемы позволяют прогнозировать поведение этих полей. Аналогичные формулы балансов мощностей могут быть выписаны для метасистемы с магнитной составляющей. Это открывает возможность по созданию технических устройств по их использованию с учетом тех отличительных свойств, которые они могут проявлять. Можно ожидать появление устройств с существенно большими приростами мощностей. Например, в электрической дуге на спадающем участке вольт-амперной характеристики наблюдается рост тока при падении напряжения. Это указывает на отрицательное внутреннее сопротивление и положительный баланс мощности. При этом происходит сжатие токовых каналов. Описанные явления вписываются в модель с продольными полями, описываемой системой уравнений (5).

Члены сжатия так же появляются и в электроманитном ЕН  случае при выборе экспофункциональной формы сигнала [4] с выделением активной мощности.

Литература

1. Кравчик Ю.С. Метод введения неэлектромагнитных полей в электромагнитную теорию Максвелла //Праці УНДІРТ.- 2002.-№1(29)-С. 52-57.
2. Кравчик Ю.С. Неполнота метасистемы, включающей систему уравнений Максвелла, и ее расширение // Праці УНДІРТ. – 2002.-№3(31).-С. 76-79.
3. Никольский Н.Н. Электродинамика и распространение радиовол. – М.: Наука. 1978. – 543 с.

4. 2. Эффект выделения активной мощности реактивными элементами [Текст] / А.М. Иваницкий // ТЕМА (техніка майбутнього). – 1997. – № 5-6. – С. 29-30.

© 2018 Кравчик Ю.С.

ВАРИАНТ АНТЕННЫ ВИНТОВОЙ ЛИНИИ НЕЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

0

OPTION ANTENNA SCREW LINE OF NONELECTROMAGNETIC FIELD

Статья впервые была опубликована автором по адресу:

https://www.sworld.com.ua/index.php/ru/technical-sciences-m216/electrical-engineering-radio-engineering-m216/28403-m216-139#comment-10737

Полный текст в формате PDF:

Вариант антенны винтовой линии неэлектромагнитного поля PDF

(Статья в состоянии подготовки!)

 

Аннотация. Статья относится к электродинамике. Концепция неэлектромагнитных полей предложена автором [1-9]. Изучение свойств неэлектромагнитных полей – перспективное направление в электродинамике и физике. Их изучение возможно путем создания излучателей и приемников – антенн и индукторов. Поэтому создание эффективных приемной и передающей антенн является актуальной научной и технической задачей. Решение этой технической задачи позволит организовать новые каналы связи через ионосферу, морскую воду, а так же увеличить расстояние устойчивой связи. В статье предложен вариант построения антенны неэлектромагнитного поля на основе решения системы уравнений [7], описывающей индукцию с участием электрического поля. Данный вариант является развитием одного из предыдущих вариантов, предложенных автором. Применение данной антенны позволит начать использовать новый спектр неэлектромагнитных полей. Предложенное решение повторяет структуру ДНК, что позволяет предположить ее активность в спектре неэлектромагнитного поля с электрической составляющей.

 

Ключевые слова: электродинамика, неэлектромагнитные поля, антенна винтовой линии.

 

Abstract. The article refers to electrodynamics. Concept nonelectromagnetic fields proposed by the author [1-9]. Studying the properties of nonelectromagnetic field — a promising direction in electrodynamics and physics. Their study is possible through the creation of radiation and receivers — antennas and inductors. Therefore, the establishment of effective receiving and transmitting antennas is an actual scientific and technical task. The solution to this technical problem will organize new channels of communication through the ionosphere, the sea water, as well as to increase the distance for a stable connection. The article proposed a variant of construction of the antenna non-electromagnetic fields on the basis of the system of equations [7] describing the induction with the electric field. This option is the development of one of the previous options proposed by the author. The use of this antenna allows to start using the new variety nonelectromagnetic fields. The proposed solution follows the structure of DNA, suggesting that its activity in the non-electromagnetic field spectrum with the electrical component.

 

Key words: electrodynamics, nonelectromagnetic fields, antenna screw line.

 

ВСТУПЛЕНИЕ

 

Данная статья относится к электродинамике.
В статье рассматривается варианты построения антенны для излучения и приема одного из вариантов неэлектромагнитного поля. Концепция неэлектромагнитных полей предложена автором и состоит в следующем.
Электромагнитное поле описывается решениями системы уравнений Максвелла. Электромагнитное поле описывается парой полей – электрической и магнитной составляющей. При этом их взаимодействие – электромагнитная индукция – описывается системой уравнений Максвелла. Неэлектромагнитные поля вводятся в электродинамику как не — решения системы уравнений Максвелла. Выход из электромагнитного взаимодействия возможен при определенном выборе пространственно – временной структуры, например, электрического поля. Такое поле не будет компонентой решения системы уравнений Максвелла. Вместо пары с магнитным полем, такое поле должно участвовать в индукции с некоторым неэлектромагнитным полем. Теоретическое введение неэлектромагнитного поля необходимо для обеспечения баланса мощности для электрической компоненты при отсутствии магнитной пары. Одно переменное электрическое поле не может обеспечить баланс мощности в рамках электродинамики.

НЕЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ

Для описания такого множества полей автором предложена метасистема систем уравнений. Ниже приведены системы уравнений (1) – (8) с электрической составляющей. Система уравнений Максвелла записана под номером (4). Системы уравнений (1) – (4) описывают варианты полей с поперечной индукцией, а системы уравнений (5) – (8) с продольной. Аналогичные системы уравнений записываются и для магнитной компоненты. Системы уравнений (1) – (8), совместно с аналогичными, записанными относительно магнитного моля, описывают поля второго уровня структурной электродинамики. Поля следующего уровня строятся из полей предыдущего уровня, путем использования пространственно – временных структур нерешений из полей их собственных систем уравнений [1-9]. Общее число полей и уровней становится бесконечно большим, хотя систем уравнений, их описывающих, всего 8.

 

 

 

 

  • Подпишитесь на новости

  • Твиттер

  • Кликните на банер

Вверх