1.9. Трёхуровневая термоэлектрическая система. Накопительная положительная обратная связь.

Для трёхуровневой термоэлектрической физической системы, положительную обратную связь с накоплением мы можем наблюдать во многих устройствах современной электроники. Это так называемые электронные генераторы. Таким же уравнением описывается процесс колебаний плазмы.

В современном научном мире признают процессы в плазме как процессы термоэлектрические, но в то же время не могут разобраться как происходят эти самые термоэлектрические процессы: в науке нет теории о тепловом заряде, нет теории об иерархии энергий, а также при нахождении суммарной энергии пользуются ложными законами сложения, применительно к единой энергии. Потому задачи, связанные с термоэлектричеством маскируются под «электронные» задачи. Такой же случай произошёл и с созданием теории электронных приборов: практически нигде не признаётся, что электронные приборы – это термоэлектронные приборы.

Найдём вывод уравнения для частоты колебаний плазмы.

Рассмотрим вывод уравнения для частоты колебаний плазмы.

Найдём решение для системы уравнений:

(1.88)

(1.89)

где

U – электрическая разность потенциалов, при отклонении

зарядов плазмы;

ΔT – температурный напор плазмы, приложенный к теплоёмкости C_Θ;

E – тепловой заряд плазмы (тепловая энергия);

R_E – электрическое сопротивление плазмы;

C_E – электрическая ёмкость плазмы.

Обе части уравнения (1.88) умножим на I:

(1.89)

Уравнение (1.89) показывает электрическую релаксацию через тепловой ток Р. Левую часть уравнения (1.89) представим в виде теплового заряда E.

(1.90)

Далее умножим обе части уравнения (1.90) на величину R_Θ.

(1.91)

Далее подставим в правую часть температурный напор:

(1.92)

Выразим температурный напор через теплоёмкость (см. (1.89)):

(1.89)

Затем:

(1.93),

получим:

(1.94)

или

(1.95)

Решение будет иметь вид:

(1.96)

Учитывая множитель γ (коэффициент термоэлектрической инерции), подобный индуктивности:

(1.97),

получим:

(1.98)

Уравнение (1.98) имеет вид уравнения гармонического осциллятора с циклической частотой ώ собственных колебаний контура:

(1.99)

ώ - собственная частота контура.

Решением дифференциального уравнения 2-го порядка (1.92) является выражение, зависящее от начальных условий:

(1.100)

Для температуры:

(1.101)

Для электрического напряжения:

(1.102)

Валерий Багницкий

17 февраля 2016

Приложение 2

Энергия и Потенциал. Как не перепутать.

Что нам говорят об энергии? Механика различает потенциальную энергию (или, в более общем случае, энергию взаимодействия тел или их частей между собой или с внешними полями) и кинетическую энергию (энергия движения). Их сумма называется полной механической энергией. Потенциальная энергия – это вовсе не энергия, так как связана с потенциалом - силой. Такую путаницу создают обычно, путая потенциал и энергию. Но и кинетическая энергия также энергией не является, так как опять же, связана с потенциалом: скоростью. Итак, два определения: потенциальной и кинетической энергии родились по причине: 1. необходимости различия двух процессов в механике. 2. из-за путаницы понятия потенциала и понятия энергии. Для того, чтобы разграничивать явления, необходима иерархия энергий. Так, например: то, что относится к кинетической энергии: скорость и явления движения относятся к 1-му уровня механической иерархии энергии. Особенность 1-го уровня в том, что в основе его находится параметр: время. А то, что относится к потенциальной энергии, то есть энергии взаимодействия: силы и явления сложения сил – относится к 2-му уровню механической иерархии энергии. Особенность 2-го уровня механической иерархии энергии в том, в то в основе его находится параметр: координата. А что можно сказать о 3-м уровне энергии? Этот уровень в физике гипотетический, называемый механической энергией. Конечно, если знать о нём больше, то можно дать физическое описание этого уровня энергии, и тогда он станет физическим, как и 1-й и 2-й уровни. Это значит, что полное физическое описание (наблюдаемое в опытах) уровня энергии – это возможность признать уровень энергии физическим. 3-й уровень механической иерархии энергии – называемый механической энергией, можно измерить благодаря силе. Это уже первый шаг к описанию этого уровня. Итак, в механике 3 уровня энергии. Кинетическая энергия связана с 1-м уровнем. Потенциальная энергия связана со 2-м уровнем. На 3-м уровне: механическая энергия. Следует заметить, что термины «кинетическая» и «потенциальная» энергии являются ложными терминами, путающими энергию и потенциал. Поэтому их надо удалить (исключить) из терминологии, а саму идею о разных энергетических явлениях заменить идей о иерархии энергий. Таких иерархий две – механическая и тепловая. Механическую иерархию энергий мы можем выразить так, как показано на рис. 1.1. Рис. 1.1. Энергии и потенциалы механической иерархии энергий. Таким образом, решается проблема «кинетической» и «потенциальной» энергий. Уравнения для потенциалов ясно показывают, что все параметры на рисунке 1.1. взаимосвязаны и имеют вид иерархии. К тому же, зная что есть «уровень энергии», а что есть «потенциал уровня» мы никогда не будем путать эти понятия. Иерархия для механики проста. И физики ещё в 17-м веке задумались над вопросом преобразования энергий. Ими была придумана аддитивная система - система сложения. Главная мысль аддитивной системы сохранения энергии – это то, что все виды энергий должны сохраняться на 3-м уровне энергии путём сложения. Как мы видим, была кинетическая и потенциальная энергии. Значит, у механической системы должны быть вычислены «порции» кинетической и потенциальной, а затем они складываются и объявляются механической энергией. Но как найти механическую энергию для движения? Сегодня любой школьник ответит, что это очень просто: Был найден некоторый компромисс, заключающийся в том, что механическая энергия – это первообразная 2-го порядка от скорости. Но это неверная, ложная формула. Попробуем разобраться в этой задаче. Действительно, верным ли способом является поиск первообразных? Да, для поиска энергий, это верный способ. Но искать можно первообразные только 1-го порядка. Почему? Ответ такой: Каждый уровень энергии не зависит от порождающего его, более нижнего уровня. Он имеет отличную от более нижнего уровня структуру. Он несовместим с более нижним уровнем. То есть один раз мы можем проинтегрировать уровень, после чего получим более верхний уровень. Но далее интегрировать до первообразной 2-го порядка запрещено. Из-за главного свойства уровней: они несовместны. Уровни энергий не могут переходить друг в друга. Это не запрет на закон сохранения энергий. Это правило сохранения энергий. И это правило следующее: Энергии разных уровней могут переходить друг в друга, если существует ток энергии более высокого уровня. То есть преобразование энергий может быть только в процессе тока. Пока нет тока, энергии уровней сохраняются неизменными. Итак, интегрирование может происходить только на одну ступень. И как оно происходит? Очень просто: через потенциал. 1-й уровень интегрирования: В формуле (1.2) время, в процессе интегрирования превратилось в координату. И конечно координата ничего общего не имеет со временем. Но дальше, для перехода на более высокий уровень энергии, тоже надо интегрировать. И это интегрирование происходит опять через потенциал, уже 2-го уровня: 2-й уровень интегрирования: Вот это уравнение определяет связь между движением и механической энергией, а не ложное уравнение (1.1). Зачем была придумана кинетическая и потенциальная энергия? Очевидно, эти два вида энергии входят в иерархию как входят в иерархию и магнитные явления, электрические явления и тепловые явления. Для магнитных и электрических явлений также были созданы уравнения для аддитивного способа подсчёта энергии на 3-м уровне энергии. Все они созданы как первообразные 2-го порядка. И это уже перебор. Например, для скорости – ещё можно понять первообразную 2-го порядка. Для силы такое уравнение делать не стали. Но электрические явления находятся на 2-м уровне и расчёт их энергии (также как для силы) возможно сделать очень просто. Но всё-таки для электрической энергии сделали уравнение в виде первообразной 2-го порядка. Таким образом, был игнорирован даже уровень электрических явлений. Уровень электрической энергии был приравнен к уровню магнитной энергии. Почему это было сделано? 1. Не была известна тепловая иерархия энергий. 2. В процессе опытов Фарадея был открыт «электромагнетизм» - способность явлений переходить друг в друга. Всё дело в том, что эта способность ложная. И базируется она на явлениях охваченных обратной связью. Также ошибкой было создавать некий вид «электромагнитной» энергии. Об энергиях мы из учебников знаем следующее: Энергией обладают все виды полей. По этому признаку определяют: электромагнитную энергию. Электромагнитную энергию разделяют: 1. на электрическую; и 2. магнитную энергии. Ничего не сказано о иерархии этих энергий, а уравнения Максвелла пытаются навязать нам мысль о симметрии электрических и магнитных явлений. И совсем в стороне находится тепловая энергия. Кстати, в учебниках нет тепловой энергии. Её называют совсем по-другому. Учебники нам сообщают: термодинамика рассматривает внутреннюю энергию и иные термодинамические потенциалы. Тепловая энергия была переименована во «внутреннюю» энергию ввиду успешной победы молекулярно-кинетической теории (МКТ). Но МКТ - ошибка. Потому вернём термин «тепловая энергия» и удалим из терминологии термин «внутренняя энергия». Внутренней энергии не существует, как и не существует хаотичного движения атомов и молекул. Где-то в 18-м веке термодинамика только зарождалась и кому то в голову пришла безумная идея приравнять энергию движения к тепловой энергии. Почему этот фокус всё-таки проделали? Тепловая энергия находится на 3-м уровне тепловой иерархии энергии. А в механической иерархии энергии на 3-м уровне находится механическая энергия. Если добавить ложную формулу: То получается, что движение приводится к 3-му уровню, а затем уравниваются 3-й уровень механической иерархии и 3-й уровень тепловой иерархии. В этой ошибке виновен механический эквивалент тепла Джоуля. Благодаря ему мы получили единую энергию, вместо двух иерархий энергий: механической и тепловой. Рис. 1.2. Энергии и потенциалы тепловой иерархии энергий. Тепловая энергия имеет непосредственную связь с электрическими явлениями, и эта связь выражается уравнением для напряжения, выраженным через энергию и электрический заряд. И потому, можно найти всю тепловую иерархию энергий. Тепловая иерархия энергий представлена на рис. 1.2. Рассмотрим уровни интегрирования тепловой иерархии энергий. 1-й уровень интегрирования: В формуле (1.2) время превратилось в электрический заряд. И конечно электрический заряд ничего общего не имеет со временем. Но дальше тоже надо интегрировать. И это интегрирование происходит опять через потенциал, уже 2-го уровня: 2-й уровень интегрирования: Это уравнение определяет тепловую энергию по закону Джоуля-Ленца. Всё дело в том, что закон Джоуля-Ленца можно легко вывести из уравнения (1.6.). Итак, современная термодинамика рассматривает внутреннюю энергию и иные термодинамические потенциалы. И почему-то термодинамических потенциалов много. Но что может сказать термодинамика о температуре? Здесь идёт полное игнорирование свойств температуры как потенциала. Каким образом это делается? 1. В термодинамике температура является абсолютной, измеряемой относительно некого мифического абсолютного нуля. Представьте, что в электродинамике тоже решили бы измерять напряжение начиная с некого абсолютного нуля. Это возможно? Возможно. Но с точки зрения физических явлений выглядит абсурдно. 2. Температура в термодинамике по учебникам: не является потенциалом. А в некоторых случаях, умножая температуру на постоянную Больцмана, получают тепловую энергию. Это уже извращение и на уровне физики и на уровне математики. Почему так происходит? Потому как единая энергия (для всех явлений) в физике определена на 3-м уровне. А температура – это потенциал, который связывает 3-й и 4-й уровни энергий. А что слышно о 4-м уровне энергии? Современная физика молчит, иногда несёт какую-то чушь о тёмной материи и тёмной энергии. Ответ очень прост: чтобы температура стала потенциалом 3-го уровня, нужен 4-й уровень энергии. Далее мы можем представить 3-й уровень интегрирования. На рис. 1.2. 4-й уровень энергии носит название диффузионного. Его можно назвать и диффузионным зарядом. Также как тепловую энергию можно назвать тепловым зарядом. Итак, иногда слово «заряд» становится синонимом слова «энергия». Это бывает иногда, пока не рассматривается двухуровневая физическая система. Двухуровневая физическая система - это эксперимент или опыт, в котором присутствует два уровня энергии: нижний и верхний. Нижний уровень энергии называют зарядом системы. Верхний уровень энергии называют энергией системы. Чтобы понять процессы двухуровневой физической системы, сначала рассмотрим, что такое потенциал Что такое потенциал? Потенциал в русском языке определяется как «возможность», запасные средства. И потому существует такие выражения как «творческий потенциал», «стратегический потенциал». Но физики планеты Земля – народ не последовательный. Они употребляют данный термин и направо и налево. Порой они подкрепляют свои ложные теории всевозможными «векторными потенциалами» или «гравитационным потенциалом». Также физики придумали несуществующий «электромагнитный потенциал». Такой потенциал не существует уже потому как в природе нет такого понятия как «электромагнетизм». Есть отдельно магнитные явления, есть электрические, и есть связь между этими явлениями – она имеет вид отрицательной обратной связи (ООС), что затрудняет понимание. Но, тем не менее, истинных потенциалов не так много их всего пять. Три потенциала для кадра Вселенной. И два потенциала для смены кадров Вселенной (для механики). Я могу перечислить потенциалы для кадра Вселенной: 1. ток 2. напряжение 3. температура И потенциалы для смены кадров Вселенной: 1. скорость 2. сила Более потенциалов не изучено. Но что такое потенциал? Для понимания этого надо рассмотреть понятие субстанции. В современной физике очень отрицательно относятся ко всяческим субстанциям: электрической жидкости, теплороду и другим. Можно понять физиков, они пытаются умствовать и сочинять сказки о размерах электрона, о его продольной и поперечной массе. Эти сказки так и остаются сказками. В тоже время, субстанции никуда не делись. Просто можно говорить о «комплексных» субстанциях. Например: нулевой электрический заряд – это нейтральный атом. Если атом покинут один или несколько электронов, то мы получим положительный заряд. Если в атоме несколько избыточных электронов, то получим отрицательный заряд. Так работает «комплексная» электрическая субстанция. С тепловыми процессами у физиков планеты Земля совсем всё запущено. Следует заметить, что физики являются людьми. И для людей, как бы, не свойственно представить в уме застывший кадр Вселенной. Всё дело в том, что люди живут в виртуальном мире, не приспособленном для жизни. Мир, в котором они живут – это мир между прошлым и будущим. И потому мир людей как бы «размазан» по кадрам Вселенной. Для того, чтобы существовать в нереальном мире, в голову каждого человека встроена «матрица» - это некий многоканальный самописец, который помогает человеку существовать при смене кадров Вселенной. Люди называют его «мозг», иногда «память». Этот самый «мозг» помогает человеку фиксировать (детектировать) смену кадров Вселенной, которую люди называют «механическое движение». Доказывая существование механического движения, люди как бы доказывают своё собственное существование. Потому в науке человеческой цивилизации имеется множество всевозможных механик. Там и «ньютоновская механика», там и «квантовая механика», там и «тепловая механика», называемая молекулярно-кинетической теорий. Вот об МКТ мы и поговорим. Ранее был теплород. Его отвергли и создали механическую «молекулярно-кинетическую теорию». Но теплород никуда не делся. Это просто комплексная субстанция – тепловой заряд, подобно электрическому заряду. Работает тепловой заряд просто: тепло доносят, транспортируют электроны, а в потоке: тепло приносит свет – тепловой ток (подобный электрическому току…). Тепло, доставляется в атом, точнее в ядро атома. Ядро атома изменяет (увеличивает) размеры всего атома, что изменяет потенциал – температуру. Единица измерения, сделанная на основе размера атома – это и есть температура. Вот и всё. Итак, понятие субстанции как комплексной сложной субстанции мы рассмотрели. Теперь рассмотрим сам потенциал с позиции субстанций. Предположим, Вы сплавляете лес по реке. У Вас есть озеро, где Вы накапливаете (складываете) в воду брёвна. У нас есть кубометры воды. У нас есть кубометры брёвен. Отношение кубометров брёвен к кубометрам воды – это потенциал. То есть вода – это субстанция. Брёвна – это тоже субстанция. Отношение 2-х субстанций – это потенциал. Если мы откроем плотину, и брёвна потекут по реке, то мы получим процесс переноса – ток. Что течёт в этом процессе? Течёт вода. Но она переносит брёвна. Если рассмотреть всю аналогию процессов, то мы придём к выводу: Вода – это заряд системы. Брёвна – это энергия системы. Вода относится к прошлому. Брёвна относятся к будущему. Получается, что Брёвна управляют процессом. Чем больше кубометров брёвен на кубометр воды, тем больше потенциал, тем больше ток. Значит, чтобы получить потенциал. Нужно две субстанции: 1. Ток, как потенциал определяет отношение электрического заряда ко времени (эфиру). 2. Напряжение как потенциал определяет отношение 2-х субстанций: теплового заряда (джоуль) к электрическому заряду (кулон). 3. Температура определяет отношение 2-х субстанций: диффузионной к тепловому заряду. Субстанции расположены одна над другой в некой иерархии: 1. Время (эфир) – магнитное поле. 2. Электрический заряд – электрическое поле. 3. Тепловой заряд (тепловая энергия- джоуль) – тепловое поле. 4. Диффузионный заряд. Такая иерархия называется тепловой иерархией энергий. О диффузионном заряде люди знают совсем мало, но если б его не было, то не было б и движения тепла (теплопередачи). Для смены кадров Вселенной также существует иерархия энергий, называемая механической иерархией энергий. Она выглядит так: 1. Время (эфир). 2. Координата (метр). 3. Механическая энергия. Как мы уже отметили: иерархия энергий для кадра Вселенной называется тепловой иерархией; иерархия энергий для смены кадров Вселенной называется механической иерархией. Когда-то давно Джоуль придумал механический эквивалент тепла. Это ошибка. Закон сохранения и преобразования энергий работает по-другому. Из этих двух иерархий видно, что в основании каждой находится время. Что такое время? В дальнейшем, мы рассмотрим и определим, что время эквивалентно среде, называемой эфиром. Люди обычно рассматривают время как интервал… Что такое энергия? В современной физике «энергией» называют 3-й уровень тепловой иерархии энергий – это тепловая энергия, измеряемая в джоулях.

Приложение 3