8. Tření, magnetizmus, elektřina

8.1.       Elektřina a magnetismus (elektromagnetizmus) je forma tlaku. [1] Z rozdílu hustot v prostoru vzniká v nepřímé úměrnosti rozdíl tlaků. Z rozdílu tlaků vzniká v prostoru plocha. Tlak na plochu (tlakový orgán) vytváří pohyb. Pohyb zvyšuje tlakový impulz, kterým jedna plocha může působit na jinou plochu.

8.2.       Elektrotechnická (mechanická) zařízení (generátory, dynama) umožňují přeměňovat mechanický pohyb na tlak a obráceně. Elektrotechnická zařízení také umožňují „akumulovat“ (vysoký) tlak v kondenzátorech, nebo akumulátorech a vytvářet umělé kanály (dobré vodiče tlaku), kterými se tlak přivádí od zdroje (vysokého) tlaku do míst spotřeby (nízkého tlaku).

 

 

Obr. 8.1.

 

8.3.       Povrchovou plochu složených těles z atomů (hmotných těles) tvoří částice vysokého povrchového tlaku. Na (Obr. 8.1. a) jsou dva kvádry, které se dotýkají svými povrchovými plochami. Vrchní kvádr tlačí na spodní tlakem (P). Pohybujeme-li vrchním kvádrem vůči spodnímu kvádru, zvětšuje se tlakový impulz, kterým mohou částice (povrchového) tlaku působit. Čím je větší tlak (P) a čím je rychlost pohybu vyšší, tím větším tlakovým impulzem částice povrchového tlaku působí.

8.4.       Mění se povaha částic. „Studené“ částice povrchového tlaku se postupně transformují na (horké) částice (T), které působí vyšším tlakovým impulzem. Část částic tepla (T) proniká díky velkému tlakovému impulzu, kterým nyní disponují přes povrchový tlak složeného tělesa mezi horní vrstvy atomů kvádrů. To znamená, že částice pronikají mezi atomy, ale nikoliv „dovnitř atomů“. Těleso se zahřívá od třecích ploch směrem do svého středu. Část částic tepla a světla (T, S) je tlačena směrem od (horkého) tělesa do studeného prostředí. Těleso září.

 

8.5.       Příklad 8.1. Rozlišujeme tělesa s dobrou vodivostí tlaku (tepla), to jsou většinou tělesa s pravidelnou strukturou atomů (Obr. 7.6. c). Amorfní látky a plyny vykazují zpravidla horší vodivost tlaku (Obr. 7.6. b). Na (Obr. 8.1. b) je rotující kotouč s naznačenými částicemi povrchového tlaku atomů. Kotouč je vyroben ze špatného vodiče tlaku. Rotační pohyb zvyšuje tlakový impulz, kterým mohou částice vysokého povrchového tlaku působit.

8.6.       V prostředí kolem rotujícího kotouče se postupně vytváří „mrak“ částic vysokého tlaku, původem z obalu kotouče a okolního prostoru (molekul vzduchu). Studený kotouč (špatný vodič tlaku) se pro částice stává kondenzačním jádrem. Mrak částic je spojitou součástí prostředí. Přestaneme-li otáčet kotoučem, vysoký tlak z mraku částic se postupně vyrovná s tlakem v okolním prostoru.

8.7.       Když umístíme do blízkosti mraku částic (VT) dobrý vodič tlaku (NT), který je spojen s nějakou oblastí nízkého tlaku („spotřebičem tlaku“), poměry v tlakovém poli prostředí se změní (Obr. 8.1. c). Na ploše částic se vytvoří „špička“ ve směru tlakového spádu. To vede k předávání tlakových impulzů mezi částicemi směrem od (VT) k (NT) a k pohybu částic (ve směru špičky). V prostoru se postupně se vytvoří kanál, kterým se tlak vyrovnává. Připomíná to situaci, kdy v umyvadle plném vody vytáhneme uzávěr výpusti.

8.8.       Částice jsou tlačeny (po spirále) směrem ke kanálu nízkého tlaku. Množství částic v kanále roste, zvyšuje se rychlost pohybu a tím dochází k transformaci „studených“ částic na „horké“ (S, T) částice, které působí vyšším tlakovým impulzem. Pozorujeme jiskření, záblesk, blesk.

 

8.9. Magnetizmus

8.9.       Přirozené dostředné tlakové pole planety Země (OT) lze „zesílit“ mezi dvěma deskami kondenzátoru. Na (Obr. 8.2. a) je slabě polární atom v přirozeném tlakovém poli Země (modré šipky). Když na desky kondenzátoru připojíme zdroj tlaku (akumulátor), vznikne mezi nimi umělé tlakové pole (červené šipky). Částice plazmy mezi deskami reagují změnou tvaru (Obr. 6.2. c) a působí vysokým orientovaným tlakovým impulzem na povrchovou plochu atomu.

8.10.    Atomy prakticky nelze stlačit (změnit jejich objem), ale tlakem na (vnější) plochu lze změnit jejich tvar. Velký tlakový spád mezi deskami kondenzátoru, se projeví zploštěním „severní“ strany atomu. Čím dále k jižnímu pólu působí na plochu atomu slabší tlak na menší plochy povrchových částic. Atom se mění z „kuličky“ na „vajíčko“ se špičkou. Změna tvaru vnější plochy atomu má za následek také změny uvnitř atomu. Jádro se posune směrem ke špičce. Když není atom na „pevné“ podložce, projeví se tlak na jeho plochu pohybem ve směru špičky.

8.11.    Na plošším konci atomu je vysoký tlak a na špičce nízký tlak. Na ploše atomu vzniká mezi póly orientované tlakové pole. Atom se mění na tlakový dipól (Obr. 8.2. b). Když vnější tlakové pole odpojíme, tvar atomu se vrátí do původního stavu.

8.12.    Tvar jádra atomu má vliv na tvar jeho povrchové plochy. Tvar povrchové plochy má vliv na průběh tlakového pole na povrchové ploše atomu a v jeho bezprostředním okolí. Když má jádro atomu tvar „pyramidy“, atom má tvar „vajíčka“ i za „normálních“ podmínek (Obr. 8.2. c). Na ploše takového atomu je (přirozené) silně orientované tlakové pole. Tuto skutečnost lze využít ke konstrukci generátorů permanentního tlakového spádu (permanentních magnetů). [2]

8.13.    Pyramidální jádra se vyskytují u tzv. „feromagnetických“ prvků. Když jsou tyto látky v přirozeném stavu (v horninách), je orientace jejich atomů většinou chaotická. Roztavíme je a vystavíme vnějšímu tlakovému poli, ve kterém je velký tlakový spád (Obr. 8.2. c). Díky kapalnému stavu se mohou atomy natočit ve směru největšího tlakového spádu. Orientovaná tlaková pole na jejich povrchu se synchronizují. Po ztuhnutí obdržíme permanentní zdroj tlakového spádu (permanentní magnet) i když je vnější zdroj tlakového spádu odpojen (Obr. 8.2. d). Permanentní magnety lze vytvořit rovněž z práškového feromagnetického materiálu, jehož synchronizované povrchové tlakové pole je fixováno pryskyřicí.

 

 

Obr. 8.2.

 

8.14.    Je třeba rozlišovat mezi permanentním magnetem a elekromagnetem. Permanentní (trvalé) magnety, jsou „tělesa“ (prostorové anomálie), která svojí přítomností deformují tlakové pole základního prostředí. Permanentním magnetům nedodáváme tlak z vnějšího zdroje. Elektromagnety jsou tělesa aktivní (stroje), které získávají tlak z externího zdroje. Magnety se nepřitahují, ani neodpuzují!

 

8.15.    Příklad 8.2. Na (Obr. 8.2. e) je proud široké řeky a v něm loď. Loď má tvar „vajíčka“ a je tlačena proudem řeky ve směru své špičky. V proudu řeky je soutěska. Neustálý tlak (před soutěskou) na molekuly vody je příčinou, že voda v soutěsce zrychlí svůj pohyb a je vytlačena poněkud výše. Loď je tlačena proudem řeky (zezadu) směrem do soutěsky. Loď není soutěskou přitahována! Obdobně tlakové pole základního prostředí tlačí feromagnetický atom směrem k magnetu. Magnet atom nepřitahuje!

 

8.16.    Poznámka 8.1. Když se blížíme k centru tlakové níže (tornáda), jsme tlačeni dostředným tlakovým polem směrem ke středovému kanálu. Kanál nic nepřitahuje! Obdobně jsme tlačeni dostředným tlakovým polem (tlakové níže) planety směrem do centra jejího hmotného jádra. Planeta nic nepřitahuje! Jediná dostředná síla ve Vesmíru je tlaková níže.

8.17.    „Nebeská tělesa“ nejsou dynama, ani magnety! „Nebeská tělesa“ nejsou zdrojem žádného magnetického pole! To, co se nazývá „magnetické pole“ Země je ve skutečnosti dostředné tlakové pole původem z mezifází planety (MP), které nesměřuje ze Země, ale do Země. To, že měříme tlakové pole Země prostřednictvím magnetů, neznamená, že se jedná o magnetické pole.  

8.18.    Střídání oblastí s vysokým a nízkým tlakem v prostředí kolem magnetu se dá zviditelnit železnými pilinami (Obr. 8.2. f). Piliny jsou tlakovým polem tlačeny do oblastí nízkého tlaku a natáčejí se ve směru tlakového spádu, jako loď (Obr. 8.2. e), nebo korouhvička ve větru.

 

 

Obr. 8.3.

 

8.19.    Tlak z „trvalého“ zdroje tlaku se šíří v neuzavřených spirálních plochách (Obr. 8.3. a). [3] Vodič (V) je připojen na „trvalý“ zdroj tlaku (akumulátor). Když k vodiči (V) přiblížíme vodič (N) , který je spotřebič tlaku (měřící přístroj), jsme svědky indukce (Obr. 8.3. b). Kolem (V) vzniká spirální tlakové pole. Částice vysokého tlaku ze zdroje předávají tlakový impulz přes prostředí do mezifází spotřebiče (N), kde je nízký tlak. Jedná se o klasický vztah mezi tlakovou výší a tlakovou níží (Obr. 8.3. b).

8.20.    Vytvoříme z drátu závit a připojíme ho na zdroj vysokého tlaku (Obr. 8.3. c). Mezi dvěma protilehlými oblastmi vysokého tlaku (V1) a (V2) vzniká orientované tlakové pole. Spojíme-li několik jednoduchých závitů za sebou, dostáváme cívku (Obr. 8.3. d). Princip z (Obr. 8.3. c) se multiplikuje. Uprostřed cívky se vytváří silné orientované tlakové pole. Za pozornost stojí oblasti nízkého tlaku (tlakové níže N), které zákonitě vznikají mezi jednotlivými závity (V).

8.21.    Vložením vhodného dobrého vodiče tlaku (jádra) do středu cívky, můžeme orientované tlakové pole ve středu cívky odvést potřebným směrem. Na (Obr. 8.4. a) je příklad jednoduché indukce v prostoru. Tlakové pole cívky (V) se v takovémto jednoduchém systému uzavírá přes okolní prostředí. Tlakový impulz je prostředím (např. vzduch = špatný vodič tlaku) silně zeslabován. Účinnost indukce v takovém uspořádání je nízká.

8.22.    Když dobrý vodič tlaku (jádro cívky) uzavřeme do smyčky, dostaneme základní schéma transformátoru (Obr. 8.4. b). Orientované tlakové pulzy se šíří pouze vnější vrstvou mezifází jádra cívky. Proto se na jádro používají transformátorové plechy, neboť se takto podstatně zvětší plocha mezifází. Indukce tak probíhá s větší účinností.

 

8.23.    Poznámka 8.2. Vodič nelze přirovnávat k potrubí, kterým něco teče, ale spíše k sekáči, kde na straně zdroje působíme kladivem tlakovými rázy, a na druhé straně jsou tyto rázy předávány do spotřebiče. Částice na vnější straně mezifází vodiče si mezi sebou předávají tlakové impulzy. „Poslední částice“ předá tlakový impulz spotřebiči, který reaguje pohybem (viz Newtonova houpačka). Nejedná se o žádný „proud volných elektronů“ ve vodiči.

8.24.    Vysoký tlak („elektřina“) se šíří po vnější straně mezifází (Obr. 8.1. c). Mezifází směřuje také dovnitř vodiče. Samotný vodič (hustý drát = NT) je možno považovat za formu středového kanálu (kumulu) tlakové výše. V centru vodiče (kumulu) je zákonitě oko, kde je opět vysoký tlak (teplota). Teplo se šíří směrem od centra vodiče k povrchu (proti vnějšímu tlakovému poli). To následně způsobuje zvýšení teploty na povrchu vodiče.

8.25.    Teplota vodiče má vliv na účinnost přenosu tlakového impulzu. Se zvyšující se teplotou roste nesymetrie částic v mezifází vodiče (tlakovém poli mezi vodičem a prostředím) a tím je vnášen do přenosu dodatečný chaotický tlakový impulz. Účinnost přenosu tlakového impulzu klesá (tzv. elektrický odpor roste). Naopak se snižující se teplotou se objevuje tzv. supravodivost.

 

 

Obr. 8.4.

 

8.26.    Tzv. „elektřina“ je předávání tlakových impulzů z oblasti s vysokým tlakem (zdroje) do oblasti s tlakem nízkým (spotřebiče). Šíření tlaku vodičem je ovlivněno typem tzv. „elektrického proudu“. Tlakové pole „stejnosměrného proudu“ má charakter jednoho tlakového impulzu. Tlakový impulz působí pouze jedním směrem a postupně klesá. Přenos tlaku na velkou vzdálenost je neefektivní. Lze ho přirovnat k Newtonově houpačce s velmi dlouhou řadou kuliček. „Střídavý proud“ se přenáší s mnohem vyšší účinností. U střídavého proudu si předávají částice plazmy tlakový impulz mnohem efektivněji na krátkou vzdálenost.

8.27.    Tlak na plochu vyvolává pohyb. Pohyb zvyšuje tlakový impulz, kterým jedna plocha působí na jinou plochu. Když zafixujeme cívku (V) způsobí silné orientované tlakové pole uvnitř cívky pohyb atomů pohyblivého feromagnetického jádra ve směru jejich špiček (Obr. 8.4. c). Po přepólování zdroje dochází k opačnému pohybu (Obr. 8.4. d). Obráceně, budeme-li pohybovat feromagnetickým jádrem uvnitř nepohyblivé cívky, bude tlakové pole jádra vyvolávat na povrchu drátů cívky střídavé tlakové pole (Obr. 8.4. e).