Электромагнитные явления отражают связь электрического тока с магнитным полем. Все их физические законы хорошо известны, и мы не будем стараться поправить их; наша цель иная: объяснить физическую природу этих явлений.

Магнитное поле вокруг проводника с током.

Одно нам уже ясно: ни электричество ни магнетизм не могут быть без электронов; и в этом уже проявляется электромагнетизм. Говорили мы и о том, что катушка с током порождает магнитное поле. Задержимся на последнем явлении и уточним — как оно происходит.

Будем смотреть на катушку с торца, и пусть электрический ток по ней идет против часовой стрелки. Ток представляет собой поток электронов, скользящий по поверхности проводника (только на поверхности — открытые присасывающие желоба). Поток электронов будет увлекать за собой прилегающий эфир, и он начнет также двигаться против часовой стрелки. Скорость прилегающего к проводнику эфира будет определяться скоростью электронов в проводнике, а она, в свою очередь, будет зависеть от перепада эфирного давления (от электрического напряжения на катушке) и от проходного сечения проводника. Увлекаемый током эфир будет затрагивать соседние слои, и они также будут двигаться внутри и вне катушки по кругу. Скорость закрученного эфира распределится следующим образом: наибольшее ее значение, разумеется, — в районе витков; при смещении к центру она уменьшается по линейному закону, так что в самом центре она окажется нулевой; при удалении от витков на периферию скорость также будет уменьшаться, но не по линейному, а по более сложному закону.

Закрученное током макрозавихрение эфира начнет ориентировать электроны таким образом, что все они повернутся до параллельности осей вращения с осью катушки; при этом внутри катушки они будут вращаться против часовой стрелки, а за ее переделами — по часовой; одновременно электроны будут стремиться к соосному расположению, то есть будут собираться в магнитные шнуры. Процесс ориентирования электронов займет какое-то время, и по завершению его внутри катушки возникает магнитный пучок с северным полюсом в нашу сторону, а за пределами катушки, наоборот, северный полюс окажется удаленным от нас. Таким образом, мы доказали справедливость известного в электротехнике правила винта или буравчика, устанавливающего связь между направлением тока и направлением рожденного им магнитного поля.

Магнитная сила (напряженность) в каждой точке магнитного поля определится изменением скорости эфира в этой точке, то есть производной от скорости по удалению от витков катушки: чем круче изменение скорости, тем больше напряженность. Если соотносить магнитную силу катушки с ее электрическими и геометрическими параметрами, то она имеет прямую зависимость от величины тока и обратную — от диаметра катушки. Чем больше ток и чем меньше диаметр, тем больше возможностей собрать электроны в шнуры определенного направления вращения и тем большей окажется магнитная сила катушки. О том, что напряженность магнитного поля может усиливаться или ослабляться средой, уже говорилось.

Процесс преобразования электричества постоянного тока в магнетизм — не обратим: если в катушку поместить магнит, то ток в ней не возникает. Энергия макрозавихрения, существующего вокруг магнита, настолько мала, что не в силах заставить смещаться электроны по виткам при самых малых сопротивлениях для них. Еще раз напомним, что в обратном процессе макрозавихрение эфира, выполняющее роль посредника, лишь ориентировало электроны, и не более того, то есть только управляло магнитным полем, а сила поля определялась количеством однонаправленных магнитных шнуров.

Движение проводника в магнитном поле.

Движение электронов в проводнике возникает только тогда, когда он пересекает магнитный пучок. Этот процесс мы рассматривали чуть раньше, когда говорили об упругой реакции магнитного шнура. Дополним тем, что упруго прогибающиеся под напором проводника магнитные шнуры в какой-то момент рвутся и разрушаются и восстанавливаются только после того, как проводник их пройдет. На их восстановление, естественно, требуется время, поэтому они запаздывают и отстают от движущегося проводника; этим можно объяснить то, что они не смещают электроны в проводнике с обратной его стороны в противоположном направлении. Вполне возможно, что будут рваться и разрушаться не все магнитные шнуры; часть из них, упруго прогнувшись под действием проводника, после его прохождения выпрямится и займет прежнее свое положение; но и в этом случае их оболочки уже не будут смещать его электроны в обратном направлении.

Натыкающиеся на вращающиеся оболочки магнитных шнуров электроны проводника будут легко смещаться вдоль него только в том случае, если не будут испытывать сопротивление; но такого не бывает. Следовательно, под напором шнуров они сначала отступят поперек проводника до предела и только потом уже будут выбирать между тем, чтобы сорваться с проводника и уйти в пространство, или сместиться несмотря на сопротивление вдоль проводника. Отрыв электронов от присасывающих желобов, как мы уже знаем, — затруднителен, поэтому электронам не остается ничего другого, как двигаться по проводнику. Усилие, которое прикладывается к нему, определится силой, стремящейся оторвать электроны от желобов, а эта сила, в свою очередь, будет зависеть от сопротивления движению электронов вдоль проводника. Таким образом мы доказали справедливость закона, определяющего электродвижущую силу электромагнитной индукции, и объяснили известное в электротехнике правило правой руки, согласовывающее направления движений проводника в магнитном поле и тока в нем.

Проводник с током в магнитном поле.

Рассмотрим теперь обратный процесс: поведение проводника с током в магнитном поле. Поток электронов, движущихся по поверхности проводника, буде увлекать за собой прилегающий эфир, и скорость эфира будет убывать при удалении от проводника — подобное мы уже наблюдали. И также, как прежде, убывающая скорость определит отношение движущегося эфира к направлению вращения магнитных шнуров; в данном случае эфир будет усиливать и укреплять магнитные шнуры с одной стороны проводника и противодействовать и разрушать шнуры с другой стороны. Можно даже конкретизировать: укрепляться будут те магнитные шнуры, касательное движение вращающихся оболочек которых будет совпадать с направлением тока в проводнике; и наоборот, разрушаться будут те шнуры, вращение которых противодействует току.

Бегущие по проводнику электроны будут обкатываться по вращающимся оболочкам оставшихся шнуров и отклоняться поперек проводника по мере возможности, а точнее говоря — до упора. Так как дальше в поперечном направлении они сместиться не могут (иначе они должны будут оторваться от проводника), то они потянут за собой в том же направлении атомы и молекулы проводника, возникнет поперечная сила смещения проводника. Очевидно, эта сила будет тем больше, чем больше напряженность магнитного поля и чем больше поток электронов в проводнике; именно такую зависимость отражает известный в электротехнике закон индукции магнитного поля.

Из нашего объяснения становится понятной связь направлений тока в проводнике, вращения магнитных шнуров и вынужденного смещения проводника; эта связь в электротехнике отображается правилом левой руки: если расположить левую руку в магнитном поле ладонью к северному полюсу и так, чтобы рука указывала направление движения тока в проводнике, то отогнутый перпендикулярно большой палец укажет направление действия смещающей электромагнитной силы.

Электромагнитная индукция. Трансформатор.

Эфирная теория позволяет объяснить электромагнитную индукцию, которая, как известно, заключается в том, что изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое, а изменяющееся электрическое поле порождает магнитное. От себя добавим, что непосредственным участником этих процессов является также эфир в форме макрозавихрения; и об этом мы уже говорили, когда объясняли возникновение в катушке с током магнитного поля.

Обычно явление электромагнитной индукции демонстрируют с помощью постоянного магнита и подвешенного алюминиевого кольца: при приближении магнита к кольцу оно отталкивается, а при удалении от него оно притягивается. Отмечено также, что незамкнутое кольцо (с разрезом) к магниту равнодушно. Почему так происходит?

При приближении магнита к кольцу его магнитные шнуры своими вращающимися боковыми поверхностями будут сдвигать электроны в кольце до упора в осевом направлении и после этого заставят их двигаться по кругу, создавая кольцевой электрический ток, его еще называют вихревым. Подробно о подобном возникновении тока уже говорилось, когда мы рассматривали смещение проводника в магнитном поле. Если магнит будет приближаться к кольцу северным полюсом, то он породит в кольце движение электронов против часовой стрелки (при взгляде со стороны магнита); это — первый этап.

На втором этапе кольцевой электрический ток закрутит эфир в макрозавихрение. Направление вращения завихрения будет таким же — против часовой стрелки, а скорость эфира в нем распределяется по уже известному нам закону, то есть с убыванием к центру и на периферию.

На третьем этапе макрозавихрение соберет электроны в магнитные шнуры и заставит их вращаться в согласованном направлении: внутри кольца — против часовой стрелки, а снаружи — навстречу, то есть породит магнитное поле. Ориентация всех магнитных шнуров внутри кольца будет таким, что их северный полюс окажется направленным в сторону приближающегося магнита.

А дальше произойдет противодействие магнита и кольца, потому что на встречном движении окажутся одноименных магнитных полюса; кольцо будет уклоняться от магнита. (Упругое противодействие магнитных шнуров рассмотрено нами выше.)

Если постоянный магнит удалять от кольца, то сдвигание электронов в кольце будет осуществляться обратными сторонами его вращающихся магнитных шнуров, и электрический ток побежит в другую сторону, то есть по часовой стрелке, а в результате магнитное поле в кольце изменит свою ориентацию на противоположную и будет способствовать смещению кольца в сторону магнита.

Разрезанное кольцо так себя вести не может; в нем электроны не имеют возможности бегать по кругу и не закручивают эфир в макрозавихрение; поэтому процесс электромагнитной индукции прерывается.

Явление электромагнитной индукции используется в трансформаторах; в них ток одной катушки через посредство магнитного поля наводит ток в другой катушке; при этом выдвигается условие, чтобы первичный ток изменялся во времени.

Представим себе две катушки, нанизанные на общий сердечник из магнитно-мягкого материала; по одной из них мы будем пропускать изменяющийся по величине ток; назовем эту катушку первичной; во второй — должен возникнуть вторичный ток; посмотрим, как это произойдет.

При отсутствии первичного тока сердечник размагничен. По мере нарастания тока первичная катушка начнет формировать и усиливать свое магнитное поле. Возникающее магнитное поле начнет расползаться по сердечнику и будет постепенно надвигаться на вторичную катушку; это равносильно тому, что к ней приближается постоянный магнит. В витках катушки возникнет ток, или, точнее сказать, в них появится электродвижущая сила. Так как витки соединены между собой последовательно, то их силы будут суммироваться. При убывании первичного тока весь процесс повторится, но направление вторичного тока будет обратным. Так работает трансформатор.

Эфирная теория позволяет проследить за каждым шагом происходящего процесса и предсказать поведение трансформатора. Опуская подробности, скажем, что при нарастании тока в первичной катушке направление тока во вторичной будет обратным, а при уменьшении — совпадающим. Если же ток в первичной катушке сохранять постоянным, то ее магнитные шнуры не будут смещаться относительно витков вторичной катушки и не вызовут в ней появления электродвижущей силы.