Постановка задачи. Покажем существование продольного неэлектромагнитного поля в следующем эксперименте.

Существование неэлектромагнитного поля может быть установлено благодаря свойствам, несовместимым со свойствами магнитного H или электромагнитного EH полей на примере конденсаторного трансформатора EQ.

Поперечно-однородное электрическое поле существует между обкладками поперечно-однородного конденсатора. Будем рассматривать многослойный электрический конденсатор, аналогичный [5]. В [5] такой конденсатор рассматривается в рамках электромагнитной теории и предложен на основе симметричного преобразования из электромагнитного трансформатора Фарадея. Обкладки конденсаторов [5] состоят из отрезков плоскости и при их перезарядке не равны нулю поперечные пространственные производные электрического поля по периметру обкладок и, следовательно, присутствующее вихревое магнитное поле по краю обкладок участвует в  электромагнитной связи между обкладками. Это  использовано при его расчетах в [5]. Поэтому покажем существование индукционной связи между обкладками конденсатора при возможно наиболее полном исключении магнитного поля [6]. Это условие выполнено при возможно наиболее полном равенстве нулю всех смешанных пространственных производных электрического поля E  (4). Такое электрическое поле при гармонической зависимости от времени должно участвовать в индукции EQ, с неэлектромагнитным полем Q,  описываемой следующей подсистемой уравнений (12) без токов:

(16):

    \[ \left\{ {\begin{array}{l}  g_{E0} \frac{\partial E_{I} }{\partial t}=\frac{\partial Q_{I} }{\partial  x_{I} }, \\   \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{I} }=g_{Q0} \frac{\partial Q_{I}  }{\partial t}, \\   \frac{\partial E_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0, \\   \frac{\partial Q_{I} }{\partial x_{J} }\equiv 0. \\   \end{array}} \right. \]

При отсутствии токов проводимости системы уравнений (14) и (15) рассматривать не имеет смысла.

Рассмотрим следующий пример решения системы уравнений (16):

(17):

    \[ \left\{ {\begin{array}{l}  E_{I} =E_{0I} \cos (kx_{I} +\omega t), \\   Q_{I} =Q_{0I} \cos (kx_{I} +\omega t). \\   \end{array}} \right. \]

Где:

    \[ E_{0I}  \]

    \[ Q_{0I}  \]

k и  ω — действительные постоянные.

Выполнение условий (4) возможно, например, в плоскопараллельном однородном конденсаторе, выполненном вдоль замкнутой гладкой поверхности, например, сферы или тора. В этом случае магнитную связь между обкладками, в отличие от [5], можно считать отсутствующей.

В электромагнитном EH трансформаторе Фарадея связь между током первичной обмотки   и током вторичной обмотки  осуществляется посредством магнитного поля H‘:

(18):

    \[ J_{E1} \to {H}'\to J_{E2} . \]

При этом ток вторичной обмотки  является метрологической характеристикой магнитного поля H‘.

Аналогично, в конденсаторном трансформаторе  EQ связь между напряжением на первичных обкладках E1 и напряжением между вторичными обкладками E2 осуществляется через посредничество неэлектромагнитного продольного поля Q:

(19):

    \[ E_{1} \to {Q}'\to E_{2} . \]

Следовательно, при отсутствии магнитного поля H, напряжение на вторичных обкладках в конденсаторном трансформаторе  EQ является доказательством существования неэлектромагнитного поля Q в эксперименте.

Описание эксперимента [6]. Каркасом конденсатора служит пластмассовая  гофрированная труба  диаметром  50мм и длиной 670мм, соединенная кольцом. Для выравнивания  поверхности  пластиковая труба обмотана пластиковой лентой до диаметра 52мм. Собственно многослойный конденсатор образован пятью обкладками 1,2,3,4,5, нумеруемыми изнутри наружу. Обкладки 1,2,3,4,5, толщиной 3мм каждая,  образованы алюминиевой фольгой толщиной  0,01мм. Каждая обкладка покрывает поверхность тора сплошным равномерным слоем. Изоляция между обкладками образована пластиковой лентой  толщиной 0,25мм в один слой. Выводы обкладок наружу сделаны  проводами МГТФ диаметром  0,6мм  через отверстия в вышележащих слоях. На рисунке 1 показана схема тороидального конденсаторного трансформатора. Выводы пронумерованы в соответствии с номерами обкладок.

image067

Рисунок 1.

Схема обкладок тороидального конденсаторного

трансформатора  EQ.

 Возбуждающее напряжение от мостового генератора через катушку с индуктивностью 2,3мГн для сглаживания фронтов, и получения синусоидальных импульсов, подавалось только между обкладками 2-3, регистрировалось на обкладках 1-4. Возбуждающее  напряжение – пачки импульсов частотой     230кГц, амплитудой от 1 до 30В. Длительность пачки импульсов —    0,6мс.  Интервал между пачками – 9,5мс.  Напряжение регистрировалось осциллографом С1-79. Нагрузка подключалась между обкладками 1-4 и имела 2 варианта: 1 вариант – холостой ход. 2 вариант – диодный мост со светодиодом в качестве нагрузки.

Результат 1 варианта эксперимента. Измерение напряжения на вторичных обкладках 1-4, внешних по отношению к первичным 2-3  — показало повторение формы и амплитуды напряжения возбуждения  с коэффициентом  трансформации  0,7.

Результат 11 варианта эксперимента. При подключении нагрузки на вторичные обкладки 1-4 – диодного моста со светодиодом, светодиод включался и горел пульсирующим светом. При этом изменялась форма и амплитуда, как на вторичных, так и на первичных обкладках конденсатора, по сравнению с вариантом нагрузки холостого хода.

111 вариант эксперимента. На этом этапе напряжение измерялось между обкладками 1-5 при отсутствии нагрузки. Измеренное напряжение повторяло форму и амплитуду напряжения возбуждения с коэффициентом трансформации 0,6.

     Выводы. Из  1 варианта можно сделать вывод о существовании поля — посредника Q  неэлектромагнитной природы, индуцирующего разность потенциалов между обкладками 1-4.

Этап 11  показывает, что поле Q  способно переносить мощность, т.к. способно зажечь светодиод. При этом потребляемая мощность черпается из первичной цепи питания обкладок 2-3 благодаря индукционной связи между обкладками.

Этап 111 показывает,  что поле Q  плохо экранируется проводящим ненагруженным экраном. Уменьшение напряжения на обкладках  1-5, по сравнению с напряжением на обкладках 1-4, можно обосновать увеличением расстояния между обкладками 3 и 5 по сравнению с расстоянием  между обкладками 3 и 4.

Примечание. Аналогичный эксперимент с толщиной обкладок 0,1мм показал аналогичные результаты, за исключением коэффициента трансформации с обкладок 1-4, который был равен 0,45. Отсюда видно, что эффективность трансформатора повышается с увеличением толщины обкладок.

Непосредственное измерение магнитного поля H на поверхности конденсаторного трансформатора EQ с помощью катушки индуктивности, показало его отсутствие.

Обкладки 2-3 образуют замкнутый электромагнитный контур и в рамках электромагнитной теории не должны иметь внешних электрических или магнитных полей при его питании.

Для поля EQ (17) не выполняются граничные условия для электрической составляющей поля [1] в полом односвязном волноводе. Не останавливаясь на этом подробно, заметим, что экспериментальная проверка показала быстрое затухание волны EQ (17) в полом волноводе.

     Заключение. В описанном эксперименте качественно показано существование продольной индукции с участием неэлектромагнитного поля Q, способного передавать мощность. Поле Q плохо экранируется проводящим экраном. Развитие эксперимента можно направить на повышение точности и выявление влияния на результат других технических характеристик. Представляет интерес изучение других физических характеристик поля Q.

Конденсаторный трансформатор EQ может использоваться там, где и обычный электромагнитный трансформатор EH. Его преимущество состоит в отсутствии сердечника, что является существенным в области высоких частот.