電気的な巻き(コイル)におけるダイエレクトリック&磁気的なディスチャージへの紹介

Introduction to Dielectric & Magnetic Discharges in Electrical Windings - Eric Dollard (1982) (older version)
電気的な巻き(コイル)におけるダイエレクトリック&磁気的なディスチャージへの紹介
エリック・ドラード著1982年(古いヴァージョン)
http://gestaltreality.com/downloads/Introduction%20To%20Dielectric%20&%20Magnetic%20Discharges%20in%20Electrical%20Windings%20-%20Eric%20Dollard%20-%20New%20and%20Remade.PDF


I)電気的な巻き(コイル)におけるダイエレクトリック(誘電/静電)&磁気的なディスチャージ(解放/放電)への紹介、エリック・ドラード著、1982年

II)アンテナとインダクション(誘導)のコイルにおける電気的な振動
ジョン・ミラー著1919年


図:カップリング・コイル、エクストラ・コイル、主要ループ、スプリット・リング:Pdf1ページ参照。

1)静電容量(キャパシタンス)
静電容量の現象は、閉ざされた空間におけるフィールド(場)の形状における電気的なエネルギーの蓄積の一種です。この空間は典型的に、2つの平行な金属製のプレート、または2つの金属製のフォイルによって挟まれる、絶縁体、またはダイエレクトリックの上に結ばれています。その構造の様々な部分の間に、電気的なポテンシャル(効能)の差が存在する限り、無限に近い種類の、より複雑な構造がキャパシティーを見せる事が出来ます。振動しているコイルは、更に複雑な形状のキャパシター(畜電器)の一つの可能性を表しており、此処で紹介されます。

2)キャパシタンス(静電容量)は不十分に説明されています
現在使用されている静電容量の認識は、この効果の正しい理解のためには、全く不十分です。ステインメッツはこれを、彼の紹介的な本、「電気的なディスチャージ、波、そしてインパルス(衝動)」の中で記述しています。引用すると、「残念ながら、ダイエレクトリック・フィールドを扱う大体において、コンダクター(伝導体)上の電気的な静電のチャージ(蓄積/蓄電/エレクトロン/電子)の先史的な概念が未だ存在し、そしてその使用によって電気的なフィールドの2つの構成要素、磁気とダイエレクトリックの間の類推を破壊し、そしてダイエレクトリック・フィールドの思考を必要以上に複雑にしています。」

3)ダイエレクトリシティーの表しとしての力の線
ステインメッツは続けて、「明らかに、キャパシティーの電流を、電気の量と共にコンダクター(伝導体)をチャージする電流として考える事は、インダクタンス(誘導)のヴォルテージが、磁気の量でコンダクターをチャージしていると語る事以上に意味を成しません。ですが、後者の概念は、磁気等々の量の概念と共に、ファラデイの力の線による磁気フィールド(磁場)の表しの以後に消え去りました。」

4)力の線の法則
磁気的な力の全ての線は、それら自体の上に閉じ込められ、力の全てのダイエレクトリック的な線は、コンダクター(伝導体)の上で終結しますが、電磁的な放射において、閉ざされたループを形成するかも知れません。

これらは力の線の基本的な法則を表します。これらの法則から見る事が出来るのは、力のあらゆる線は唯単に空間の中で終わる事が出来ないという事です。

5)ファラデイと力の線の理論
ファラデイは、空っぽの空間を通った、一定の距離における運動は不可能であると強く感じ、または言い換えると、「物質は、それがない処で運動出来ない、」としました。彼は空間が、力の線で充満していると考えました。殆どの人は、砂鉄によって磁石の周りに形成されたパターンに親しみがあるでしょう。これらの砂鉄は無数の小さなコンパスの様に運動し、その磁石の二極の周りに存在する力の線に沿って、それら自体の位置を定めます。実験が示唆したのは、磁場が繊維的な構造を有する事です。ワイヤーのコイルを、強い磁場に通し、コイルのアウトプットをヘッドフォンで聴くと、実験者はこする様な音に気付きます。J.J. トンプソンは、ガスのイオン化に関する更なる実験を行い、それはフィールド(場)が継続的ではなく、繊維的であると示唆しました(電気と物質、1906年)。

6)力の線の物理的な特徴
磁石の極の間の空間、またはキャパシターを、電気的な力の線で満たされていると考えて下さい。図1(Pdf4ページ)を参照してください。これらの力の線は、引き伸ばされ、そして相互的に反発し合うバネの量として運動します。2つの磁石の同極をくっ付け様と押した事のある人なら誰でも、このバネの様な質量を感じた経験があるでしょう。図2(Pdf4ページ)を参照して下さい。極の間において、力の線はABに沿って、より濃縮で、無限へと外向きに放射するより、A(+)上の線のより多くは、B(-)に(向かって)面しているのに注目して下さい。A上の力の線を考えてみて下さい。これらの線は緊張の状態でAの上に引っ張られています。Bから離れる様にA上で引っ張るものより、より多くがBに向かってA上で引っ張っているので、私達は物理的な引き寄せ合い現象を持ちます。此処で、図3(Pdf4ページ)を見て下さい。極がNとSではなく同一の極だと、より多く、または全ての線がAをBから離れる方に引っ張り;物理的な反発の現象です。

7)運動している力の線に関連した質量
力の線は、それを力のチューブ、または細長いシリンダーに表すと、より鮮明に理解する事が出来ます。力のチューブの緊張は、電気的な力(ヴォルト/インチ)の表しで、そしてこの緊張に加えて、これらのチューブが通る媒質があるというアイデアを,マックスウェルは公表しました。この媒質またはエーテルに対して、水静電(ハイドロスタティック)的な圧力が存在しています。この圧力の値は、ダイエレクトリックと磁気の強さの産物の1/2です。それから其処には力の電気的なチューブに直角の圧力があります。もしフィールドの発達を通して、力のチューブが横に広がる、または幅が広がると、媒体を通した広い側(ブロードサイド)の引っ張りは、電気的な流れの強さにおける、磁気的な反応を表します。しかしながら、もし力のチューブが端の上で動く様に原因されると、表面が殆ど与えられていないので、それは媒体を通って殆ど、または全く抵抗無くグライドします。これは恐らく何故、磁場を伴わないエネルギーの運動に関する、テスラによって行われた特定の実験において、磁場が伴わないのかを説明するでしょう。

8)キャパシティーへの類推としてのインダクタンス(誘導)
キャパシティーの働きにまつわる謎の多くは、インダクタンスと、それがどうダイエレクトリック的な現象を発生させる事が出来るかの詳細な検証によって鮮明にされます。インダクタンスは、磁場としての、空間におけるエネルギー蓄積を表しています。力の線は、それらに発生を与えた電流の流れ中軸を囲む、閉ざされたループにおいて、それら自体の位置を定めます。この電流とそのイメージまたは反映との間の空間がより大きければ、結果するフィールドにおいて、より多くのエネルギーが蓄積される事が出来ます。

9)磁気的にエネルギーを蓄積するメカニズム
これらの線またはループを外向きに押す行程は、それらが伸びる原因となり、輪ゴムにおいての様に、エネルギー蓄積を表します。与えられた電流の強さは、コンダクターを通っている電流から、与えられた距離において力のループを保ち、故にエネルギーの運動はありません。もし電流の流れ増大すると、そのループはそれから外向きに一致する速度において押されるので、エネルギーはそのフィールドによって吸収されます。エネルギーが運動しているので、それが力を表すためには、電流の流れにE.M.F.(電気的な運動/動機の力/electro-motive force)を伴わなければなりません。このE.M.F. の規模は、フィールドの速度に正確に一致します。それからもしその電流が規模においてチャージする事を止め、これによって定数(constant)に成ると、吸収さる力が無いので、それにE.M.F. は伴いません。しかしながら、もし電流が減少すると、ループが緊縮するので、それはフィールドのネガティヴな速度を表します。E.M.F. は速度に正確に一致するので、それは極性を反転させ、そしてこれによって力を反転させ、此処ではそれはフィールドから出て電流へと運動します。フィールドを保つために必要とされる力は無いので、電流だけが、静電的または不動的なフィールドが、蓄積されたエネルギーを表しています。

10)ゼロと無限の限度
エネルギーの捕獲または瞬間的な開放の2つの制限されたケースにおいて、インダクタンスの多くの興味深い特徴はそれら自体を現れさせます。電流を起動させる力の供給には抵抗があるので、スイッチが切られる時、インダクタンスは、そのエネルギーをこの抵抗へと抜き取り、熱の形状へと変換させます。私達は完璧な誘導は自己抵抗がないと推測します。もし私達がそのインダクター(誘導体)の末端をショートさせる事によって、電流の供給を断つと、私達はあらゆる電流も中断する事無く、それを孤立させられます。フィールドの崩壊はE.M.F. を産出するので、このE.M.F. が現れる傾向があります。しかしながら、ショート・サーキットは、それが定義によりゼロ抵抗なので、それを渡ってのE.M.F.の発達を許しません。力を形成するために電流と融合出来るE.M.F. は無いので、故に、エネルギーはそのフィールドに残ります。崩壊させようとするあらゆる試みは、増大された電流を強要し、それは直ぐにそれを押し出します。これはエネルギーの蓄積の一つの形状です。

11)無限としての瞬間的なエネルギー解放
電流の通りが中断されると、とても興味深く(そして危険な現象がそれら自体を現わせさせ、これによって無限の抵抗が現れる原因になります。この場合において抵抗は、その逆数、コンダクタンス(電気抵抗の逆数)によって最良に表されます。そのコンダクタンスはするとゼロです。その電流が瞬間的に消滅するので、フィールドは光速に近づく速度で崩壊します。E.M.F. は、流動の速度へと直接解放されるので、それは無限に向かう傾向があります。そのフィールドは、必要とされるE.M.F. を産出する事によって電流を保とうと試みるので、とても強力な効果が産出されます。もし重大な量のエネルギーが存在するなら、例えば毎時数キロ・ワットとすると*(稲妻は毎時250キロ・ワットです)、結果するディスチャージ(解放/放電)は最も甚大な効果を生産し、不十分に保護された機器を完全に破壊してしまう事が出来るでしょう。

*平均的な家庭で1日に使用されるエネルギー量。

12)エネルギーの現れのもう一つの形状
インダクタンス(誘導)の素早いディスチャージ(放電)を通して、誘導的なE.M.F. の形成の率を減少させる、新たな力のフィールドが現れます。このフィールドもまた力の線で表されますが、これらは、磁気のそれとは異なった本質のものです。これらの力の線は電流の流れの現れではなく、電気的な圧縮または緊張のものです。この緊張はヴォルテージまたはポテンシャル(効能)の差と定義されます。

13)磁気的なエネルギーの蓄積と空間的に異なる、ダイエレクトリック(誘電/静電)的なエネルギーの蓄積磁気とは異なり、エネルギーは外向きよりもむうしろ内向きに強いられる、または圧縮されます。力のダイエレクトリック的な線は、磁場においてそうである様に、中軸に対して広い側(ブロードサイド)の外側へ押されるよりもむしろ、中軸に沿った内的な空間の内側へ中軸に沿って押し入れられます。それらの線は相互的に反発し合うので、特定の量の広い側または横断的な運動(横波)が予想されますが、その現象は基本的に経度的(縦波)です。これはキャパシティーと共に気付かれるであろう、一つの興味深いパラドックスに派生を与えます。それは、伝動している構造によって結ばれた/囲まれた空間がより小さい程、より多くのエネルギーが蓄積出来るという事です。これは磁気とは全くの正反対です。磁気だと、エネルギーのユニット(単位)の量は平行して働くと考えられますが、ダイエレクトリシティーに関連するエネルギーのユニットの量はシリーズ(連続)で働くと考える事が出来ます。

14)ヴォルテージはダイエレクトリシティーにとって、磁気にとっての電流
インダクションと共に、フィールドの変化への反応は、ヴォルテージの産出です。電流は、フィールドの速度ではなく、フィールドの強さに唯一、均整的です。キャパシティーと共に、フィールドは、電流では無く、ヴォルテージによって産出されます。このヴォルテージは、力が存在するためには、電流によって伴われなければなりません。応用された力の変化へのキャパシタンス(静電容量)の反応は、電流の産出です。その電流は、フィールドの強さの速度に直接均整的です。ヴォルテージが増幅する時、反応の電流がキャパシタンスの中へと流れ、そしてこれによってエネルギーは蓄積します。もしヴォルテージが変化しないなら、電流は流れず、キャパシタンス、フィールドを産出した、はエネルギーを貯めます。もしヴォルテージが減少すると、反応の電流は反転し、エネルギーはダイエレクトリック・フィールドから流出します。

ヴォルテージが引き出されると縛られた/囲まれた空間の中の圧縮は解放されます。エネルギーが完全に浪費されると、力の線は消滅します。

15)再び限度ゼロと無限
チャージしているヴォルテージを供給する力の供給が、内的なコンダクタンス(電気抵抗の逆数)を有するので、スイッチを切られた後、コンダクタンスを通して漏れる電流は、ダイエレクトリック的なエネルギーを抜き取り熱へと変換させます。私達はコンダクタンスの漏れが無い、完璧なキャパシタンスを仮定しましょう。もし私達がキャパシターの末端をオープン・サーキット(回路)にする事によって、完全にヴォルテージの供給を切断すると、オープン・サーキットの定義によって、電流の流れの通りは存在しません。もしフィールドが広がる傾向であれば、それは電流の産出に向かう傾向があります。しかしながら、オープン・サーキットはゼロ・コンダクタンスを有するので、電流の流れを許しません。するとフィールドの拡張に向かうあらゆる試みは、ヴォルテージを上昇させ、それはそのフィールドを内向きに押し戻します。故に、エネルギーはフィールドの中に貯められたままです。このエネルギーは使用のために何時でも引き出せます。これはエネルギー蓄積のもう一つの形状です。

16)無限としての瞬間的なエネルギーの解放
ショート・サーキットと同様に、ヴォルテージのための基準、またはポテンシャルの差が瞬間的に中断されると、莫大な規模の現象がそれら自体を現れさせます。その効果は誘導的な電流のオープン・サーキットと類似します。強要するヴォルテージが瞬時にして引かれるので、フィールドは結ばれた/囲まれたコンダクターに対して光速を超えるかも知れない速度で爆発します。その電流がフィールドの速度に直接関係しているので、それはゼロ抵抗を渡って有限のヴォルテージを産出する事を試みにおいて、無限へとジャンプします。もし十分なエネルギーがダイエレクトリックの力のフィールドの中にあるなら、再び例えば、毎時数キロ・ワットとすると、結果する爆発は、殆ど考えられない程の凶暴性で、十分な厚さのコンダクターを一瞬にして蒸発させるでしょう。大きな速度とエネルギーのダイエレクトリック的なディスチャージは、電気的な技術開発者が、実験で出会う最も不快な経験の一つです。

17)磁気の形状へのエネルギーの返還
ダイエレクトリック・フィールドの突然の拡張よって産出された強力な電流は当然、磁気的なエネルギーに発生を与えます。磁気的なフィールド(磁場)の慣性は、現実的な値に、電流の上昇を制限します。キャパシタンス(静電容量)はその全てのエネルギーを磁気的なフィールドへと投げ出し(dump)全体の行程が再び始まります。磁気的な貯めのキャパシティーとダイエレクトリック的な貯めのキャパシティーの産出の逆関数が、このエネルギー変換が起こるフリクエンシーまたはピッチを表しています。このピッチは、エネルギーを縛っている/囲んでいるコンダクターの規模に帰属し倍音を含む、または含まないかも知れません。

18)エネルギー・フィールドのパルスの現れとしての特徴的なインピーダンス
磁気的な蓄電の能力と、ダイエレクトリック的な蓄電の能力の比率は特徴的なインピーダンスと呼ばれます。これは振動的な構造において、最大限のヴォルテージと最大限の電流の比率を与えます。しかしながら、磁気的なエネルギー蓄積は外向きで、ダイエレクトリックな的エネルギー蓄積は内向きなので、総合、または2重のエネルギー・フィールドは形、またはサイズにおいてパルスします。この力のパルスの中軸は、振動を見せているシステムのインピーダンスで、パルスは振動のフリクエンシーで起こります。

19)エネルギーから物質へ
ヴォルテージまたはインピーダンスが増大される時、強調は内向きの流動の上です。もしインピーダンスが高く、変化率が十分に速いなら(完璧な倍音シリーズ)、エネルギーの圧縮がそれを物質へと変換させるのは可能の様に見え、この物質のエネルギーへの再変換は、振動の輪と同調するかも知れないし、しないかも知れません。これは超キャパシタンスとして考えられるものかも知れず、つまり、安定的で長期的な物質への変換かも知れません。

20)現在のキャパシタンスの理論の間違い
キャパシタンスが、蓄積しているエレクトロン(電子)の結果であるという間違った概念は、ダイエレクトリック現象への私達の見解を重度に歪めました。また、光速がエネルギーの流れの限界という理論は、磁気的な力と物質的な速度には十分である間、電気的な現象における確かな可能性を、私達が想像または理解する能力を制限します。自由空間のキャパシタンスの真の働きは、以下の例で最も良く描写されます。ダイエレクトリックの力の線はコンダクターの上で終結しなければならないと前述に明言されました。空間で終結出来る力の線はありません。もし私達があるコンダクターを取ってそれを宇宙の最も遠い部分へと移動したとすると、この電極棒から他のコンダクターに力の線を伸ばす事は出来ません。それは電極棒のサイズに関わらず、自由空間のキャパシティーを持つ事が出来ず、故にそれはエネルギーを蓄える事は出来ません。これが示唆しているのは、一つの物質の自由空間のキャパシタンスは、それと宇宙の全ての伝導している物質の合計の相互的なキャパシティーだと言う事です。

21)自由空間の誘導は無限
ステインメッツが、彼の一般的、または統一化された電気の振る舞いの本、「一次的で電気的な現象と振動の理論と計算」の中で指摘しているのは、孤立された繊維的なコンダクターのあらゆるユニット(単位)の長さのインダクションは無限でなければならないという事です。磁気的なフィールドを納めるイメージ電流が存在しないので、それは無限のサイズに発達する事が出来ます。この大量のエネルギーは、磁気的なフィールドの伝播・繁殖の限られた速度のために、急に回収する事が出来ません。これは無反応、またはインダクタンスへのエネルギーの構成要素を与え、それは電磁的な放射と呼ばれます。

22)テスラ、ステインメッツ、そしてファラデイの研究
前述されたステインメッツの本で、彼はキャパシティーのための少々特徴的な方程式を開発しました。テスラは、彼の努力の莫大な部分をダイエレクトリック的な現象に裂き、そして数々の素晴らしい発見をその分野で果たしました。この研究の多くは未だに再発見されていません。ダイエレクトリック的な現象は、重大な発見がされるためにワイド・オープンであるというのが私の主張です。私達が、その力とフィールドへの洞察力が、電気的な現象を視覚化の可能性に導いた、ファラデイに因んでファラドと名付けられた単位で測定される現象に関わる、力の線の概念を見捨てたのは皮肉です。

23)ダイエレクトリック的な流動の速度への問い
力の全ての磁気的な線は、それら自体の上に閉ざされなければならない事と、力の全てのダイエレクトリック的な線は、伝動している表面で終結されなければならない事は前述されました。これらの2つの基本的な法則から推測出来るのは、自由空間で終結出来る力の線はないという事です。これはそのフィールドが中立のコンダクターに伝播・繁殖する時間がある以前のダイエレクトリック的な流動の線の状態についての、一つの興味深い問いを創造します。この時間の間、力の線は、距離のある中立のコンダクターに届いていないので、それらの前進している波の先において、空間で終結する様に見えます。力の線は一瞬に伝播・繁殖するか、もしくは常に存在し、そして電気的な力、またはヴォルテージによって変化させられると結論する事が出来ます。普通の空間と同じ境界の中に、追加の、または重なる対の空間が存在するのは可能です。この重なった空間の中での力の線の性質は、一般に考えられている空間の法則に従わないかも知れません。

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