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電気回路空間とエネルギー伝送特性

(2022/02/14)。今日のダッシュボードに記事、特性インピーダンスから見る空間の電気特性 (2013/11/29) が一つだけ挙がっていた。丁度述べようとする内容に関係するものだ。

電気回路が、漸くどの様に『エネルギー』を伝送するかの物理的特性が掴めてきた。もう曖昧で不明確な科学技術概念に因る電気回路現象を無理して、自然界に実在しない『電荷』などで取り繕った解釈法を採らなくて良いところに到達した。ただ、『電子』によって電気回路の『エネルギー』の伝送現象が論理的に解説できれば、『電子』の価値もあるのだが決してそれは不可能の筈だから。運動エネルギーや位置エネルギーあるいは熱エネルギーを『電子』に背負わせての伝送などお伽噺にも成らないし。物理学理論で『エネルギー』を忘れてはそれは自然世界から目を離した科学技術理論だ。

前の記事、エネルギーと電流(2022/02/13)で述べた内容をもう一度まとめる。

前の記事より、回路のスイッチSでの短絡位置を変えた。意識的に、回路空間が『エネルギー』伝送特性を決めるという意味を強調したかった。電線路抵抗でそこを流れる『電流』によって決まると言う『オームの法則』では、電気現象の物理的特性を本当の意味で理解できないのだ。その違いを示したかったから再び取り上げた。電線導体内など『電流』は流れていない。勿論『電子』などこの自然世界に存在しない。電気回路現象はその電線で囲まれた空間を流れ、伝送される『エネルギー』によると言う眞實が理解されなければならない。電線路空間の特性は、その線路定数C[F/m] L[H/m]によって決まってしまう。特性インピーダンスZo がその伝送特性の基本を決める。それに対して負荷が幾らかで伝送電力が決まる。負荷抵抗Rを

R= αZo    α=R/Zo

と捉える。αは単なる係数である。

要するに、二本の電気配線で構成される空間がどの様なものかで、伝送特性が決まるのだ。電源電圧と言う技術概念量はとても優れた特性解釈概念量である。それが何を表現したかが分からなければならない。検索情報などには、丁度水の水圧のような意味だ等と出ている。そんな頓珍漢な意味を述べる程厳密に納得しようとすれば曖昧模糊とした解釈論が飛び出す事に成った。『電流』は回路を回り流れて、閉じた還流概念であるから、水圧で元に戻る意味など表現しようが無いにも拘らず、そんな解説まで飛び出す。恐ろしい、全く論理性等微塵もない珍科学論だ。バンド理論の『正孔』も同じようなものかも知れない。新たな目新しい構築概念で、人の意識に混乱を積み重ね、結局総合的に矛盾の重層構造を創り上げてしまった。そんな科学理論全体を統合して論理性を論考するなど、全く経済的利益にも成らない事は誰もしない。専門業界に嫌われるだけだ。だから科学理論は矛盾の病に侵されてしまった。1987年4月(今から35年前)に『静電界は磁界を伴う』と言う電気磁気学理論の根本的矛盾を問う実験結果を発表した。誰もが実験してみれば現在の物理学理論で理解できない事実に気付く筈だ。しかし矛盾が理論の社会的仕組みを破壊するようなことは許したくない意識が科学者の最優先事項となる。アンペアの法則の矛盾など気付きもしない。

それらの意味を考えて、上の図は電線路空間がスイッチの位置で変わり、回路特性も変わるという意味を単純な電気回路を通して、理論の具体的思考問題例として示したものだ。

伝送特性を一応式にまとめた。

コイルの貯蔵エネルギーE[J]は『電流』によって発生するものでなく、電線路空間を通してコイル導体間の隙間から『エネルギー』が流れ込むのだ。その『エネルギー』はコイルに印加される電圧Vl「V]の時間積分に関係したものとして流れ込む。

E=(∫Vl dt)²/L [J]

電圧の時間積分の2乗が漸く『エネルギー』の次元[JH]に繋がる。次元で、『エネルギー』の単位[J]が現れなければ、それは自然現象を利用した技術用の解釈概念だと見做して間違いない。自然空間に実在し、展開する現象は必ず『エネルギー』をその本質として保持して現れる。どの様に科学技術が進展しても、その『エネルギー』の空間像を捉えることは不可能であろう。光の空間像(『エネルギー』の分布空間像)を見る事は出来ないから。コイルの内部空間に貯蔵された『エネルギー』を科学技術計測法で測定する事は不可能である。その技術的に計測する手法として技術概念、『電圧』や『電流』を創り出した事に人の優れた智慧が生かされたのである。

この回路でのコイルに印加される電圧は抵抗との関係で、指数関数での表式となる。その時間積分で算定される。計算をお願いしたい。

電気回路現象で、観測不可能な自然の実在物理量『エネルギー』は電線で構成された空間の形状によってその伝播状況は変化する。その自然現象を数学的に厳密に捉えて、理解しようとしてもそれは無理であろう。指数関数式(ε^-αt^)でも、過渡現象は無限時間でも収束(零にならない)しない矛盾が残る。