Когда источник энергии подключается к проводам, ведь линия это два провода, то в каждом из них устанавливается поляризация от электрического поля! От плюсового выхода источника до нагрузки и от минусового электрода до нагрузки установятся два РАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯ.
Электрическое поле распространяется по проводу почти со скоростью света, гдето 0,9 от скорости света!
Почему так? Потому что в проводе почти ничего не изменяется при этой поляризации. Чем меньше воздействие на структуру проводника тем быстрее оно происходит.
Под действием электрического поля в атомах проводника происходит упорядочивание эксцентриситетов электронных оболочек, относительно ядер этих атомов. При отсутствии электрического поля, в атомах имеется иное упорядочивание эксцентриситета электронных оболочек, оно соответствует минимально возможным энергозатратам взаимодействия между атомами. Предположительно их расположение в шахматном порядке. Но при введении внешней энергии в виде электрического поля, порядок меняется, и структура атомной решетки приобретает напряженное состоzние, при котором имеется повышенный энергопотенциал.
Электрическое поле имеет свойство притягиваться к материалам с повышенной проводимостью эл.тока. Электрическое поле имеет и другое свойство, оно имеет стремление к меньшему радиусу кривизны проводника, поэтому оно всегда как бы втягивается внутрь проводника к его оси. Поэтому в зависимости от величины электрического потенциала приложенного к проводнику, электрическая поляризация электронных оболочек атомов будет происходить начиная от оси проводника и наружу. Т.е. слабый потенциал поляризует лишь провод внутри, более сильный потенциал поляризует весь объем проводника, а очень большие потенциалы поляризуют также и поверхность проводника и даже его изоляцию и воздух вокруг проводника. При этом всегда будет существовать радиальный градиент напряженности эл.поля в проводнике изнутри наружу. Это происходит за счет того что в воздухе или изоляции распространение электрического поля затруднено.
Что происходит после того как электрическое поле распространилось по проводникам от источника потенциала до нагрузки или точки закорота проводников.
После того как поле достигло конца провода ситуация развивается по разному в зависимости от того подключена нагрузка или замкнуты провода на конце или разомкнуты.
1. Если провода разомкнуты, то между ними в воздухе будет присутствовать электрическое поле, такое как если эти провода представляют собой обкладки конденсатора. Также на концах проводов будет радиальный градиент электрического поля.
2. Если провода замкнуты на конце. Электрическое поле одного проводника встретится с электрическим полем другого проводника встречаются. И начинается их взаимная аннигиляция. Поскольку проводники плюсовой цепи и минусовой поляризованы встречными , то сумарное электрическое поле в точке посредине длины проводника будет равно нулю. Поскольку анигиляция зарядов начинается от дальнего конца, то в месте их замыкания имеется точка первичной анигиляции от которой распространяется отраженная волна электрического поля к источнику питания.в этой точке электрическое поле равно нулю, поскольку два поля аннигилировали. И эта информация в этой волне поступает к источнику. Как только она достигает источника в проводнике начинается ток.
3. Информация о нулевом электрическом поле в точке КЗ т.е. отраженная волна движется с скоростью 0,9 скорости света, так же как и первичные электр. поля. При достижении отраженкой источника тока в проводной линии устанавливается градиент электрических полей. Максимум поля у источника, минимум у токи КЗ или нагрузки.
4. Процесс анигиляции поля занимает какоето время. Максимально быстро происходит анигиляция полей в активной высокоомной нагрузке, например в резисторе.
5. При анигиляции эл. полей выделяется энергия в виде излучения тепловых квантов. И она зависит от величины электрического поля. Т.е. от эдс приложенной к минимальной длине проводника. В общем случае чем выше эдс тем выше энергия тепловых квантов, т.е. меньше длина волны их.обычно это терагерцовые кванты или инфракрасные, но могут быть и видимого спектра, а при очень высоких эдс и ультрафиолет.
6.процесс анигиляции очень медленный, в сравнении с скоростью эл. поля.где то в полтора раза.
Сам процесс анигиляции электрических полей это и есть процесс переформатирования, трансформации электрического поля в магнитное поле.
При этом затраты энергии на преобразование двух электрических противоположных полей в одно магнитное зависят от того в какой среде это происходит. Если это в вакууме, то трансформация беззатратна.
Если анигияция электрических полей это преобразование их в магнитное поле, то первое что приходит на ум это что медь диамагнетик. Т.е. когда в толще проводника получаем магнитное поле оно вытесняется из проводника наружу, поскольку не может внутри находиться. При этом вытеснении магнитное поле испытывает сопротивление движению. А поскольку сначала аннигиляция электрических полей происходит снаружи, то продвижение процесса аннигиляции вглубь проводника испытывает затруднения, вследствии того что образованное магнитное поле вытесняется наружу.
Вспомните как медная толстая пластина задерживает неодимовый магнит который двигаем по пластине. Т.е. сам факт вытеснения магнитного поля из медного проводника сопровождается нагревом этого проводника!! И чем быстрее движение магнитного поля внутри проводника тем сильнее нагрев! При этом важно направление движения и ориентация линий магнитного поля относительно его движения и самого проводника. Например перемещение проводника вдоль линий МП не создает никаких затруднений и механического сопротивления (как в униполярном генераторе или моторе). А вот поперечное движение очень даже создает встречную силу.
Подитожим..
1. Подключаем источник ЭДС к двум проводам
2. Два разных электрических поля движутся к точке короткого замыкания со скоростью 0.9с
3. Первичная анигиляция эл.поля в точке КЗ создает отраженную волну эл.поля идущую с такой же скоростью обратно к источнику эдс.при этом создается продольный градиент электрических полей по длине линии.
4. С этого момента начинается анигиляция этих полей. Причем анигиляция происходит на любом участке проводников с одинаковой интенсивностью. Т.е. нагрев проводника происходит одинаково на всем проводнике.
5. Процесс анигиляции сопровождается двумя эффектами : создание магнитного поля и вытеснение его из проводника наружу.
6. Процесс вытеснения магнитного поля из проводника сопряжен с процессом генерации тепловых квантов. Попросту проводники греются.
7. Вытеснение магнитного поля из проводника имеет ограничение по скорости. Причем имеем по факту две скорости. Первая скорость это движение МП из глубины провода наружу , она очень медленная. И вторая скорость это дальнейшее движение МП в изоляции, воздухе или вакууме. Тут скорости МП думаю вам известны.
Но есть еще один момент это топология проводника. При скрученном в кольцо проводе, или когда провод скручен к катушку, магнитное поле сталкивается сначала внутрь катушки, там получается избыточное МП, т.е. градиент МП, ПРИ ЭТОМ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СУЩЕСТВЕННО УМЕНЬШАЕТСЯ! (дисперсия магнитной проводимости)
А анигиляция электрических полей зависит от получения МП. Если МП не смогло освободить место, и не продвинулось наружу. И нужно время, пока МП не освободит место для нового цикла анигиляции.
Это примерно похоже на то как скручивают две веревки. Если скрученные не вытащить далее то новую скрутку сделать не получится.
Вот и получается что в проводах, свитых в катушки анигиляция эл. полей, то, что мы называем электрическим током происходит значительно медленнее чем в прямых проводниках. А поскольку имеем градиентные поля то производная от градиента это скорость нарастания тока. Соответственно скорость нарастания тока в катушках меньше чем в прямых проводах. И вот эту скорость нарастания тока, вернее обратную ей величину назвали индуктивностью. Чем выше индуктивность проводника тем медленнее нарастает ток.
А соответственно скорость движения магнитного поля в пространстве зависит от напряженности этого же магнитного поля. Вот это и есть механизм возникновения дисперсии МП. так же имеем по факту и обратный градиент скорости распространения МП в ближней зоне проводника.
Что такое ХОЛОДНЫЙ ТОК.
Уже столько говорили про это что получается каша, но суть его никто почти не понял!
Если источник ЭДС отключить от проводов до того момента когда обратный градиент электрического поля установится в проводах, то мы имеем по факту однонаправленный импульс электрического поля. Вот он и есть импульсом холодного тока!
Т.е. при этом не существует магнитного поля, не существует движения зарядов, не существует анигиляции электрического поля в проводниках. Имеется лишь кусочек волны электрического поля называемый импульсом холодного тока.
Для того чтобы получить такой импульс холодного тока необходимо лишь подать короткий импульс ЭДС на достаточно длинный проводник. Расчитать соотношение можно исходя из скорости электрического поля в проводнике и длины проводника.
Если например провод 100 метров. Скорость эл.поля 29,8см за наносекунду, тогда однонаправленным импульс будет если мы подадим импульс эдс длительностью: 100м/0,298м=335,5 наносекунды. Т.е. 0,3355 микросекунды.
При этом мы получаем чистый холоднотоковый импульс. Если же импульс будет длинее, то будет частичная анигиляция его отраженной волной. Т.е. в части проводника появится затрата энергии на ппреполяризацию электронных оболочек и соответсвенно магнитное поле.