温故知新も観点一つで (電磁誘導電圧と電荷)

自然科学理論とは?

自然世界は余りにも深く複雑だ。身の周りの景色に見える姿、動植物の多様な営み、どれも不思議に満ちて、理解などできない。

その不思議を読み解く科学が自然科学であろう。

しかし、自然を読み解こうとする思いと同時に、人はその利用に思いが強く向く。そこに人の想いと自然世界の間に大きな隔たりも出来た。それが自然科学という人の解釈理論の自然から離れた誤った姿を創造してしまった。

科学技術用の解釈理論と、自然解釈の純粋であるべき理論物理学の間に、論理的な矛盾と不可解な統合失調症の理論体系を生んでしまった。

人類が自然解釈の切り札として多くの解釈概念を創造してきた。しかし、その概念は人の特殊な専門という狭い分野から観た、その分野用の解釈簡便概念であった場合が多かったのだ。人の一生も短いから、自然の特殊な分野に限る対象に成らざるを得ない宿命でもあろう。そこに、全体から自然現象を捉える観点が欠けても止むを得なかったのかも知れない。

科学理論の最大の過ちは、自然界に存在しない『電荷』概念を創り上げてしまった事である。それは科学的に測定できない、観測できない、空間の『エネルギー』の存在を見忘れて来た結果である。自然界を支配するが、それは人に見えない『エネルギー』であれば止むを得なかったという事にもなろう。空間に流れる『水蒸気』の量が計れないように。その『熱エネルギー』も科学的測定法で測れない筈だから。光の空間の『エネルギー』の量が計れないように。

単純な電気回路で、その解釈理論である『電磁誘導現象』と創造概念『電荷』の間の関係を考えてみた。

電気磁気概念には多くの定義された概念の物理量がある。19世紀初めに、ファラディーが唱えた『電磁誘導現象』がある。それは現在の変圧器の科学技術理論として欠かせない法則である。変圧器は交流電源の電力設備として必須な機能機器である。電力エネルギーの送配電網構築に欠かせない。変圧器機能は『電圧』という電気概念量の値を自由に変換できることである。交流電圧と言えば、変圧器の誘導電圧が連想される。

電気回路要素コンデンサと『電荷』。

一方、電気回路にはコンデンサという特徴的な機能要素がある。その機能は何か?コンデンサはどの様な機能で特徴を捉えるか?おそらく『電荷』を貯める機能要素と思うのではないか。自然法則としては、『電荷』など存在しないのだから、コンデンサに貯蔵するのは『エネルギー』以外無い筈なのだ。そこが現在の教育用「教科書」の解説と全く異なる事に成る。自然世界の解釈として教科書の『電荷』解釈論が間違っているのだが、その社会的問題をどの様に解決するか?その事のために、陰ながら長い生き方改革の実践を通して、研究を積んで来た。1987年4月の『静電界は磁界を伴う』の発表は、この誤った『電荷』概念否定のためであった。その余りにも途方もない、反科学論で受け入れ難い筈だっただろう。30数年という長い年月を通して、具体的な回路現象について多くの事例でを解説しながら、自己確認を通してここまで来た。過去の貴重な科学理論も、観点一つで観方が変る、その具体例として上の回路図を挙げる。

図の電圧の概念と解釈。

変圧器二次電圧:v[V]。

v = n(dφ/dt) [V]             (1)

負荷コンデンサ電圧: vo[V]。

恐らく、コンデンサ電圧の意味としては、教科書に依れば『電荷』概念を取り入れて解釈する以外ないだろう。本当は『エネルギー』を貯める機能要素なんだが、電気理論ではその『エネルギー』が流れる回路という認識が無いから、止むを得ない。+と-の『電荷』が両電極版の表面に集電すると解釈する。その『電荷』量をQ[C(クーロン)]とする。

vo = Q/Co [V]                   (2)

さて、電源電圧vもコンデンサ電圧voも同じ電圧値である。

その電圧値の単位ボルト[V]で、同じであり乍ら図に示したようにその『次元』は、磁束φの[Wb] と電荷Qの[C] によって評価する。従って、同じ二本の電線間の電圧の意味も違った解釈概念となる。

[Wb/s]  と  [C/F] と中身が違う。

教育での理科あるいは物理学では、その磁束φという物理量と電荷Qという物理量の概念を当然突き合わせて、その概念の表現する中身を考えるべき学問に対する責任がある筈だ。しかし『何故?』という自己問答もせず、その事を考えずにここまで来てしまったのか?

その根本原因は、学問という学術機関の研究における『専門性』『専門家』という狭い特殊な研究対象と環境が為せる業であったと考える。

変圧器巻線は銅などの金属導体である。導線は、その内部は何処までも同一状態である。基本的に導体内には『電界』という『エネルギー』の分布差はない。ほぼ同じ導体温度の『エネルギー』レベルにある。電気現象はその導体によって囲まれた空間内の『エネルギー』の分布によって決まるのである。変圧器巻線内部で、『電荷』が正と負に分離するような現象が起きる筈はないのだ。変圧器の二次電圧はその端子から、『エネルギー』を電線路空間内に供給するだけである。決して、『電荷』など変圧器巻線には無関係である。だから変圧器電圧をコンデンサに印加しても、決してコンデンサに『電荷』を供給するようなことはできないのだ。

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