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一个挺有意思的实验:螺线管切向力实验
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2006/08/23 14:29
点击:593次

这些天在朱永焕实验的启发下,做了这样一个实验:
把一个用保险丝绕制的铅棒放入一个螺线管内,
铅棒用0.8米长的细线悬吊,整个系统封闭在一根长塑料管和透明圆盒内,
另外,用一个粘在铅棒上的轻细木条做旋转角度指示,
(照片过两天上传,以后准备用激光+转镜+光电管)

等待铅棒稳定不动后,给螺线管通电(40V,0.45A),
会发现铅棒产生微小的旋转,细木条半长约6cm,尖部有大约2mm左右的移动,
改变电源的正负极连接,铅棒的旋转方向也与原来相反,

我觉得这大概就是涡旋磁场产生“切向力”的一种表现了吧?
这可是直流电,不存在涡旋电场的问题吧?
而且估计不只是铅棒,玻璃棒也会产生同样的效果,

都知道直流线圈之间是没有“互感电流”的,
可是按说如果有涡旋磁场的“切向力”存在,应该首先推动电子切向运动,
于是按说直流线圈之间也会存在“互感电流”,可为什么测量不到呢?
我估计是有其他原因的,比如:
副线圈中的电子如果与原线圈中的电子同向运动,
用现在的说法:必然切割磁力线,出现洛伦兹力,
使得电子产生径向的向心运动,结果电子产生的是“霍尔效应”,
副线圈中的电子只会横向集结到导线靠圆心的一侧,于是难以形成切向的电流,

总之,这种涡旋磁场“切向力”虽然难以使电子做切向运动,
但却可以使铅棒产生宏观旋转,希望有兴趣、有条件的朋友验证一下这个实验?
这个实验应该算是很简单了吧?

线圈是买的现成的,0.35mm的漆包线,3500圈,88欧,
内径25mm,外径55mm,高60mm,用电动车的电源36V,
充满电后是40V,电流400mA左右,吊线就是用的一般的细丝线, 最好自己绕制磁场强度更高的线圈, 而且整个系统一定要密封,否则身体的微小移动或呼吸都会引起干扰, 我的铅棒是空心的(2mm的保险丝,只绕外圈),直径15mm, 主要是为了减小重量,还准备试一下实心的铅棒,

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 [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/08/23 16:44 

不会是指南针吧?
螺线管通电就会相当于一个指南针.可能灵敏度太低,只有很小的角度变化.首先还有排除与此有关的原因,然后才能发现不寻常的东西.
 [3楼]  作者:刘武青  发表时间: 2006/08/23 17:32 

就是要多做实验,祝贺

※※※※※※
刘武青
 [4楼]  作者:刘武青  发表时间: 2006/08/23 17:35 

多做实验可以找出规律性的现象
被屏蔽的电磁力影响万有引力效应实验,由于已做了很多次,规律性的现象已经出现了。

刘武青

※※※※※※
刘武青
[楼主]  [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/08/23 17:53 

还需要进一步严谨的反复实验,只是我的条件毕竟有限,会比较慢

不是指南针效应,螺线管是固定的,旋转的是其中的“铅棒”,
铅棒的旋转方向只与螺线管中的电流方向相关(正负极接法),
现在值得商榷的是:
1、在螺线管与电源接通或断开的瞬间,
可能会产生瞬间的反方向互感电场,那么在铅棒中会有瞬间的互感电流,
铅棒中电子的反方向运动,是否会带动铅棒运动呢?
不过从铅棒的旋转看,一般要在通电数秒后,才能看出缓慢的位移,
似乎不象是瞬间的冲击作用力所为,
由于没有拆开线圈的外包层,所以还不知道旋转方向是不是电子移动的方向,
(如果有必要,可以拆开外包层,看看线圈的绕向)

2、不能完全排除因线圈通电发热后,产生空气的热流动,带动了铅棒旋转,
但是从改变正负极连接后,旋转方向也随之改变看,这种可能似乎不大?

3、由于电流的微小变化,引起磁场的微小变化,
从而在铅棒中仍然存在微小的涡旋电流,电子的流动带动了铅棒旋转,
不过估计电流的变化应该是很小了,因而即使有微小的涡旋电流,
恐怕也难以带动铅棒旋转?而且按说接通与断开时的磁场变化最大,
应该有一种冲击旋转效应,但是并没有看出这种现象,

正在绕制磁场强度更高的线圈,并准备用大功率电位器调节电流,
希望能够看到:电流逐步增加,旋转角度也随之逐步增加,
铅棒的旋转角度应该与电流强度成正比,

其实我们这里在学校工作的也不少吧?
一般的学校里都有做实验用的大螺线管,所以这个实验应该是很容易验证的?
磁场的强度主要与电流强度成正比,我现在的电流强度只有0.4A,
一般实验室里的螺线管电流至少可以达到5-10A,
效果应该是我现在的10-20倍,所以用肉眼就很容易看到明显效果了,

至于铅棒旋转的原因,根据以往的经验,我还不想下什么结论,
但是我的感觉是倾向于朱永焕说的“涡旋切向力”,
虽然他对这种“涡旋切向力”是万有引力的还是涡旋磁场的还有疑惑,
但是这种“涡旋切向力”的存在应该是不成问题的,
有些具体问题还在与朱老师的商讨中,




[楼主]  [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/08/23 18:08 

民间学者的实验总要经过很多波折的,要逐步排除可能存在的干扰因素
民间学者的优势在于思想比较活跃,框框套套少,
劣势也很明显,基础不够扎实,容易进入沾沾自喜的发现状态,
实验条件也差,所以需要大家尽可能多的质疑、批判、检验?
 [7楼]  作者:刘武青  发表时间: 2006/08/23 18:09 

实验用表格的方式记录,这里是其中的一部份。
点击查看原图

※※※※※※
刘武青
 [8楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/08/24 01:08 

铅棒的结构是螺线管形的吗?
电压变化是瞬间的,电流则不一定.
例如,超导体环放到磁体上方,可以因为感生电流的一直存在,且与磁体的磁极相斥,而悬浮起来.
如果铅棒内有电流,特别是螺旋结构的话,是有受磁场的影响的可能性的.

[楼主]  [9楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/08/24 13:18 

是用保险丝绕成螺线管形的

目前的铅棒是用保险丝绕成螺线管形的,
下一步还要实验其他各种材料制成的“棒”,
比如玻璃棒、塑料棒等,就可以排除互感电流的问题了?

接通电源时没有电火花,说明电流是逐步增加的,
即一般说的:此时电流比电压的相位落后90度,属于“自感”效应,
断电时的火花较大,似乎有时可以看到“铅棒”有微小的反向振颤,
但很不明显,主要是电流还小了一点,所以我希望有条件的朋友一起来试试看?

记得电视里看过“超导圆环”在磁场内漂浮,而且是旋转的?
这大概是因为环内有电子流动,所以带动圆环旋转?
不过也很少见有关导体内电子的运动会怎样带动导体也运动的? 不过通电导体内的电子受到洛伦兹力的话, 导体就会随电子的运动而产生横向运动, 那么一根沿纵向放置的通电导线是否会随电子的纵向运动而运动呢? 好象还不清楚?

在这个实验里,只是接通电源时有磁场变化,
保险丝内可能会有瞬间的微小互感电流,但马上就没有了,
因为直流电是不会使得保险丝内产生互感电流的,
而“铅棒”的转动恰恰是在接通电源数秒钟后才出现的,
至少我觉得这个实验很有必要做进一步的精确实验,


 [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/08/24 20:15 

超导环在磁场中的旋转,或许是由于初始状态造成的?因为没有阻力,如果开始时是旋转的,则保持匀速旋转,而不会减速,如果开始时,角速度是0,则也不会保持不变.当然这是我的想法,是否果真如此,要问见过实验的人.
感应电动势与电流的变化率成正比,e=L*di/dt
没有电流变化则没有感应电动势,但不等于没有电流.超导环本身没有磁性,只所以能悬浮起来,就是因为环内产生了很大的电流,形成了磁场,与外面的磁场相互排斥.又由于没有电阻,电流不会衰减,故会一直保持悬浮.开始时的电流,也是导体在磁场中运动产生的.
也就是说,没有电源电流变化,铅棒的电流未必是0.如果电流不是0.而且是环流,则会出现指南针的反应.

[楼主]  [11楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/08/24 20:42 

如果不是超导体,稳定的直流电是不会产生任何互感电流的?

铅棒可不是超导体呀?不要说铅棒,就是铜做的“副线圈”内,
当“原线圈”内是直流电时,也测量不到任何电流的,

当然,还有更简单的判别方法,只要换成玻璃棒或有机玻璃棒就行了,
估计还是会有转动的,可能转动会小一点,等我试一下看了,
先把初步的效果反复确认了,再进一步实验各种情况,
看来还是没有在学校实验室工作的老师吗?
只好我自己尽力而为了,好在这个实验并不算难,

 [12楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/08/25 10:11 

长时间的电流是不可能有的,如果不是超导体的话.一般存在短时间的电流的可能性还是有的,例如几秒钟.
相信可能出现异常反应的老师恐怕不会很多.如果你确实能够做成.或许可以联系正规实验室重复实验.让人相信是最大困难.如果你能做出来,或许会有些人相信.
[楼主]  [13楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/08/25 13:35 

是要留有余地,还需要进一步确认

有一点现在是可以肯定的:通电后肯定会有旋转产生,
但是旋转的方向有时会出现异常,
比如有时是:电极换位了,可转动方向却不变,
有时是:接通电源后,先向一个方向“小动”,然后转向另一个方向“大动”,

准备接上大功率电位器试一下在不同电流变化率下的转动情况,
这种初步、粗糙实验是要多留有余地,

 [14楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/08/25 17:32 

祝你取得进展
一个挺有意思的实验:螺线管切向力实验
[楼主]  [15楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/08/25 18:44 

几张装置的照片,还很简陋的

随便照了几张,凑合着看吧,先只意思一下,
等有了确切的结果后,再认真介绍:
http://photo.163.com/photos/yanghx22/68649883/>

那个开关是改变电源极性的,由于火花较大,所以电源的通断还是用那个夹子,
管子是一般的塑料排水管,直径50mm,长0.8米,

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