Теория СТО, радиотехника и антенны - что в действительности?

     Странные дела творятся на Конте ! Неожиданно один из авторов, "член союза писателей России", все время писавший статьи на тему Торы, Талмуда, Ветхого и Нового Заветов, а также извечное -"во всем виноваты жиды", вдруг переквалифицировался и начал писать на научные темы - то вдруг напал на СТО и Эйнштейна, теперь пытается опровергнуть основы радиосвязи и антенной техники.

     При этом подход оставил старый - выхватить из интернета какую нибудь чушь, написанную современными толкователями физики, которые недовольны тем, что это не они открыли все эти теории и явления, не им вручили Нобелевские премии - и изложить свое понимание всех этих "ученых", не забыв при этом обругать официальное понимание тех или иных явлений.

     Не буду глубоко углубляться в СТО, но могу привести две последние статьи, которые подтверждают ее выводы. Статьи научно- популярные, но если кого-то тема заинтересует, то ГУГЛ в руки, и вперед - либо опровергать, либо просто убедится, что все в действительности так.

     Вот ссылки

https://www.vesti.ru/doc.html?id=3042609&cid=2161

https://www.vesti.ru/doc.html?id=2976580&cid=21

    На этом оставим в покое Эйнштейна с его теориями.

     А вот с электричеством, радиоволнами и антеннами посложнее, здесь придется "выдать" серию статей, в которых попробуем разобрать всю ту ересь, которую вывали в интернет наш писатель.

     Поскольку там идет речь об электронах, движущихся по проводам со скоростью света, а также каком то кулоновском электричестве, которое движется по поверхности проводов, придется начать вообще с электротехники.

     Откуда взялась наука об электричестве, о натирании янтаря, шаров из серы , лейденской банке и так далее я писать не буду, так как историю открытия электричества каждый может прочитать сам.

     Остановимся на том, что поможет нам разобраться с темой, при этом моя задача так изложить материал, чтобы его мог понять любой гуманитарий, далекий от всех этих вещей.

     Итак, сейчас доказано и принято как аксиома две вещи -а) электрический ток есть направленной движение электрических зарядов по проводнику (для металлов - электронов по проводнику), и б) скорость распространения электрического тока по проводнику близка к скорости света.

     Казалось бы, никакого противоречия между утверждениями нашего члена Союза писателей и этими аксиомами нет, да не совсем. Дело в том, что скорость движения электронов и скорость возникновения тока - разные вещи.

     Наверное, все знают, что есть проводники и изоляторы (полупроводники пока оставим в покое), отличающиеся тем, что проводники проводят ток. изоляторы - нет. Почему ? Дело в том, что в металле полно так называемых свободных электронов, то есть, электронов, которые слабо связаны с атомом и могут "путешествовать" между атомами металла, переходя от одного к другому. Число их в металлах огромно. Казалось бы, если электроны не связаны с атомом, а находятся в веществе сами по себе, кусок металла должен получить отрицательный заряд, ан нет - количество электронов строго соответствует количеству атомов, и как только этот свободный электрон оторвется от "родного" атома, тот становится положительным ионом , который и нейтрализует отрицательный заряд электрона, при этом стараясь либо "вернуть" электрон на свою оболочку, либо "украсть" подобный электрон у другого атома.

    В изоляторах свободных электронов практически нет.

    Так вот, если к металлическому проводнику подключить источник напряжения (например, элемент питания), то один из концов получит положительный, а другой - отрицательный заряд. Произойдет это потому, что избыток электронов, имеющийся на отрицательном полюсе элемента хлынет в проводник, а положительные ионы , имеющиеся на плюсе источника питания, вытянут те же свободные электроны из другого конца провода. Под действием ЭДС источника электроны двинутся от минуса к плюсу - точно так же, как если бы мы взяли трубку, приподняли один из ее концов, и в нее начали сыпать мелкие шарики. Эти шарики начнут катится по трубке вниз, это и есть "упорядоченное движение электронов".

     Но в трубке- то есть свои электроны, а также атомы, которые будут мешать свободному движению "лишних " электронов, сталкиваясь с ними, захватывая и удерживая их какое то время на своих орбитах. В результате сама скорость шариков - электронов будет маленькой, всего несколько сантиметров в секунду. Однако при этом каждый поступивший в трубку "лишний" шарик стукнет по стоящему перед ним атому, вышибет из него свободный электрон, который ударит в следующий атом и так далее. В результате этот толчок с большой скоростью пройдет по проводнику, и выбьет свободный электрон с другого конца проводника, который попадет на положительный полюс источника - в цепи возникнет электрический ток.

     Таким образом , мы видим, что скорость движения электронов и скорость возникновения (изменения ) электрического тока - разные вещи, и если скорость возникновения или изменения тока может быть близкой к скорости света, то скорость электронов довольно маленькая.

     Так вот, толчком, который заставляет двигаться электроны практически одновременно по всей длине проводника, является возникающая при включении или изменении тока электромагнитная волна, распространяющаяся вдоль провода, и вот она то и движется со скоростью, близкой к скорости света.

     При этом, если брать как аналог нашей наклонной трубочки проводник с током, то наклон трубочки - это разность потенциалов между верхним и нижним концами трубки, то есть, приложенная к проводнику ЭДС в вольтах, а количество прошедших за секунду электронов (зарядов) через сечение проводника - величина тока, которая измеряется в амперах.

     Способность пропускать электроны по себе называется проводимостью проводника, а обратная ей величина - способность замедлять их движение - называется сопротивлением.

     Сопротивление можно представить себе в виде сетки, заполняющей трубку - проводник, с ячейками, которые могут растягиваться до размера шарика - электрона. Чем меньше первоначальный размер ячейки такой сетки, тем  больше необходимое для "пролезания" электрона усилие, тем больше сопротивление такого проводника.

     Здесь сразу видно, что сопротивление зависит от сечения проводника - чем больше площадь этого сечения, тем больше ячеек, через которые может пролезть шарик - электрон, тем больше электронов за секунду пролезет через сетку, тем больше ток.

     Вот таким образом можно получить понятие об основных законах постоянного тока, которые отражаются в Законах Ома:

1. I=U/R ( ток в цепи (I) тем больше, чем выше напряжение (U), и тем меньше, чем больше ее сопротивление.

В нашем случае с примером в виде трубки и шариков это можно представить так :

- чем больше наклон трубки (ЭДС), тем больше шариков успевает пройти за секунду через ее сечение, и чем меньше размер ячейки сетки, заполняющей трубку, тем ток меньше.

Ну, и возникающие при этом эффекты - нагрев провода. Обьясняется он потерей энергии на преодоление сопротивления ("протискивание" шариков через сетку), эта энергия рассеивается в проводнике и нагревает его. При этом чем больше ток по проводнику, тем больше энергии рассеивается, тем сильнее греется провод. При этом при одинаковом токе сильнее греется проводник с более высоким сопротивлением.

Остальные формулы закона Ома получаются при преобразовании этой первой, и выглядят так:

U=IR; R=U/I

Остается только сказать, что ЭДС и напряжение измеряются в вольтах, ток - в амперах, а сопротивление - в омах. При этом основной единицей здесь является ампер, остальные - его производные. 1 ампер выводится из количества зарядов, проходящих в единицу времени через сечение проводника - 6,241•10¹⁸ электронов в секунду.

Никто, конечно, эти электроны не считал, ток определяется по его магнитному воздействию.

Напряжение измеряется в вольтах, 1 вольт - такое напряжение, которое создает ток в 1 ампер через проводник с сопротивлением в 1 Ом. Впервые эти соотношения были установлены Омом, путем практических измерений, затем на основании его работ были созданы соответствующие ЭТАЛОНЫ сопротивления. напряжения и тока, которые сейчас есть в каждой уважающей себя стране.

Важная деталь - законы Ома в том виде, в котором здесь приведены, действуют только в цепях постоянного тока и в небольшом диапазоне частот переменного тока, и только в цепях с активным сопротивлением.

На этом, пожалуй, закончу данную статью. Если она вызовет интерес у читателей, продолжу дальше.   

Продолжение - https://cont.ws/@ralexd/111593...