渦電流とは何か?

(2022/01/25)。電気磁気学で渦電流は大事な概念に成っている。しかし、なかなか難しい概念だ。その訳は『磁束』あるいは磁気の物理学的概念が曖昧であるから。『磁束』は『電流』によって発生すると解釈されている。ところがその『電流』の意味がとても曖昧である。『電子』が電線導体の中を『電流』と逆向きに流れている現象を『電流』と言うと解釈される。それでは『電子』が『磁束』の発生原因かとなると、その間の関係に関しては全く論理的な解釈が出来ない矛盾の中、闇の中に取り残されている。自然科学理論という科学者が観て、論じる内容はそれぞれの専門分野ごとに特有な概念・用語を使っている。その用語は専門分野の特有な教育を受けるか、長くその分野に馴染んで、無意識のうちに脳の思考訓練が特有の用語に特化され、その用語の世界観で解釈するように習熟されて行く。だから自然世界の根源である『エネルギー』と言う実在量で世界を解釈し難くなっている。質量が『エネルギー』だとの認識には成れない。エネルギー(ENERGY)とは?(2011/09/07)が結局基になる。科学用語はすべて、何らかの意味でその根源は『エネルギー』に関する理論に成っているのだ。

磁気と砂鉄模様。

 

上の砂鉄模様はアラゴノ円盤と近接作用力(2013/06/08)で取り上げた写真だ。直径6㎝程の円形マグネットの上にアルミフォイルを乗せて、その上の紙に砂鉄を振り撒いたものである。

 

 

 

【問題】その砂鉄模様が何故マグネットの周辺部に集中するか?

マグネットの磁束を描けと言われたら、どの様な磁束分布模様を描くか。周辺部だけの磁束模様を描きますか?

この問題にどう解答するか。そこが物理学理論の概念の矛盾を説く事に成るのだ。答えは:マグネットの中心部になど磁束は無いのだ。

元々『磁束』は電気回路理論、物理学理論のために人が仮想的に用いた科学技術用解釈概念でしかないのだ。空間にその様な磁気から放出するような電磁気用の線束があると考えられるだろうか。コイルに電磁気的な反応が起こる現象がファラディーの電磁誘導現象の原理として法則になった。それは確かに電磁誘導現象の解釈にはとても有効なものだ。科学技術としての自然現象利用の解釈法として分かり易いと言う点で画期的な概念ではある。しかし、マグネット表面の砂鉄模様の形状が何故周辺部に集まるか?その具体的な状況を何故疑問に感じないのか。その意味を何故解こうと思わないのか。それは伝統的な物理学理論に適合しない現象だから無視するだけではないのか。理論に対してとても保守的なのが科学理論に関わる専門家の特性ではないのか。『静電界は磁界を伴う』等の実験結果も『電荷』を自然科学理論の基礎概念だと決めている現実では、『静電界』中に『磁界』が存在するなど物理学理論の根幹を否定しなければ成らなくなるから無視する。権威ある現代物理学理論の伝統を守るために。という事であると思う。

『磁束』や『電束』あるいは『電荷』の自然世界における真相を明らかにすることは余りにも革命的である。

『エネルギー』の物理概念とその計量技術。

『エネルギー』はこの自然世界に実在している。物理学理論ではその存在をどの様に理解しているか?『エネルギー』の物理量[J]を世界経済の取引商品として取り扱う科学技術の計測器が『積算電力計』だ。単位は[kWH]である。その基本的物理量を電気回路論の中で基本概念として認識しないでどうするのか。

その『積算電力計』は『アラゴの円盤』と言う磁気とアルミ円盤の間の電磁力を利用した科学技術の「電気計測器」だ。そこには『渦電流』と言うやはり科学技術概念が重要な用語として使われている。

『積算電力計』の動作原理を理解するのも中々高度な自然現象を利用した技術力が基礎に成っている。その深い意味を知りたい。そこで『渦電流』の自然現象を確認したいと思った。『電流は流れず』等と言って来た関係から渦電流も『電子』などが流れる自然現象ではない事を指摘しておく。

マグネット表面の『磁気現象』の本質は何か。その表面の物理現象をどの様な科学的実験で検証できるか。その全体的状況を知る手段の一つが「砂鉄模様」だろう。その砂鉄模様は、見れば砂鉄の粒が針状に繋がって伸びた針の集合林に見える。この針の向きに『磁束』があると解釈したいのは当然でもある。感覚的に分かり易いから。さらに、その針状の『磁束』がその軸の周りに回り流れる『電流』によって発生すると解釈すれば更に納得し易い。その『電流』が『磁束』の周りを流れると言う空間解釈像で捉えて、それを『渦電流』と解釈すれば何となく感覚的にも納得し易いであろう。それではその『渦電流』が『電子』の流れで、その『電子』がどの様に空間に『磁束』発生の原因となり得るかと問えば恐らく答える事は出来ないであろう。『電子』から離れた空間迄どのように『磁束』に変換できると考えるのか?『磁束』と『電子』と言う異なる物理概念が空間的に互いに原因と結果と成る関係性を論理的に論じられない筈だ。どうして『電子』の『電荷』と『磁束』が空間的に繋がるのか❓

『渦電流』と言う用語を使った具体例として、小型の隈取コイル型単相電動機(風呂場の換気扇等)がある。モーターの家庭用汎用電動機は『誘導電動機』である。家庭の電源は単相交流である。モーターは回転子の周りに回転するあるいは移動する『磁界』が無ければ回転しない。電気洗濯機(コンデンサモーター)も、クーラーも扇風機もみんな単相交流電源を使っている。モーターを回す回転・移動磁界をどう作っているか?そこに技術の粋がある。みんなその科学技術の解釈の為の専門的『用語』を作り出して理論を展開している。『電荷』や『電子』なども全て自然世界に実在しない概念ではあっても、その特殊な『用語』を定義して、専門家的独特の解釈法によって、便利に論説できる科学技術理論の世界を作り上げたのだ。

『電荷』、『磁束』、『電界』あるいは『電流』さらには『質量(空間的局所化のエネルギー)』等全て自然世界に実在する『エネルギー』をそれぞれの専門的解釈用の概念用語での見方で構築した理論体系なのだ。

『磁気』に関して、その具体例として『渦電流』の解釈を解剖しようと思ったがアラゴノ円盤の解釈図で特別に付け加える程の事が見えなくなった。冗長な記事になって🙇。

マグネットの基礎研究(2021/05/24) 磁気エネルギーと解釈描像(2021/11/17)。等で同じことを述べていた。

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