В переходных режимах, под действием разницы величин этих Э.Д.С., происходит перераспределение (вовлечение) электронов между круговым магнитным полем, индуцированным магнитным полем и поперечным магнитным полем пропорционально величинам их индукций. При изменении Э.Д.С. внешнего источника, в проводнике, запускается ряд процессов. При увеличении Э.Д.С. внешнего источника: - начало процесса «приращения тока», начинается с приращения тока от «быстрых электронов» (см. п. 1), та часть тока, которая сформируется из электронов со спиральной траекторией запаздывает с «приращением» относительно «быстрых электронов». - таким образом, при увеличении Э.Д.С. внешнего источника происходит увеличение продольной составляющей тока в центральной части поперечного сечения проводника, за счет «быстрых электронов».
- прямо пропорционально приращению продольной составляющей тока, увеличивается индукция кругового магнитного поля проводника.
- это значит, что «приращение» индукции кругового магнитного поля опережает «приращение» тока в целом.
- обратно пропорционально уменьшается радиус прецессионных вращений электронов во множестве продольных плоскостях участков взаимодействий кругового магнитного поля и электронов.
- поэтому при формирования индукционного магнитного поля, равного по величине возросшей индукции кругового магнитного поля, требуется количество электронов в квадратичной пропорции по отношению к величине возрастания продольной составляющей электрического тока в цепи проводника.
- поэтому перераспределение электронов внутри «совокупности свободных электронов» при увеличении кругового магнитного поля, будет не прямо пропорционально величинам индукций кругового магнитного поля и поперечного магнитного поля.
- на момент увеличения продольной составляющей электрического тока, соответствующее увеличение кругового магнитного поля, приводит к перераспределению совокупности электронов, находящихся под воздействием поперечного магнитного поля от внешнего источника Э.Д.С. и кругового магнитного поля в сторону увеличения последнего, на количество электронов, равного квадрату приращения продольной составляющей тока в цепи.
- увеличение электронов «связанных» с круговым магнитным полем, это уменьшение электронов, подпадающих под воздействие поперечного магнитного поля, или, другими словами, увеличение сопротивления («индуктивного») для поперечного магнитного поля, определяющего величину тока в цепи. При уменьшении тока в электрической цепи на какую-то величину, величина радиуса прецессии электронов прямо пропорционально увеличится. Общее число электронов, которое теперь необходимо для равновесного состояния круговых магнитных полей исходного и индукционного в площадях взаимодействия, уменьшится в квадратичной пропорции по отношению к изменению радиуса прецессии. Избыток электронов попадает под воздействие Э.Д.С. внешнего источника, и в результате в электрической цепи возникает всплеск тока.
Еще раз обратим внимание, что «накопление» электронов и последующее их «освобождение» круговым магнитным полем, носит квадратичную зависимость от величины изменения индукции кругового магнитного поля. Это связано с квадратичной зависимостью суммарной площади всех продольных плоскостей, где происходят взаимодействия кругового магнитного поля с электронами, от радиуса прецессии, который определяет количество электронов, необходимое для формирования индукционного поля, равного по величине и по площади, воздействующему круговому магнитному полю.
А радиус прецессии электронов, в этой суммарной площади взаимодействий, обратно пропорционален индукции воздействующего на него магнитного поля или величине тока в проводнике.
Сравнивая природу т.н. «емкостного» и «индуктивного» сопротивления электрической цепи, мы видим, что и в том и другом случае, это проявление процессов, связанных с взаимодействием внешнего магнитного поля и индуцированного, подробно описанных в п. «Э.Д.С. взаимоиндукции». В первом случае - это взаимодействие поперечного внешнего магнитного поля от Э.Д.С. внешнего источника и индуцированного магнитного поля. Во втором случае - это взаимодействие кругового магнитного поля проводника и индуцированного суммарного магнитного поля во множестве продольных плоскостей проводника.
Понятие «Э.Д.С. самоиндукции» включает описанные выше, переходные процессы, связанные с увеличением и уменьшением тока в электрической цепи проводника, которая обладает индуктивностью.
3.5 Линейная и шаровая молнии (ЛМ и ШМ)
В основе предположений о внутренней структуре ЛМ и ШМ лежит уверенность в том, что процессы, возникающие при электрическом токе в проводнике и процессы, протекающие при электрическом токе в ЛМ и ШМ принципиально, ничем не отличаются. Особенностью ЛМ является самостоятельное образование проводника электрического тока в виде плазменного канала, в котором затем происходят вышеописанные процессы возникновения и протекания электрического тока.
Плазменный канал ЛМ состоит из ионов и электронов и обладают высокой электропроводимостью. При возникновении плазменного канала, высокая плотность фотонов мощных поперечных магнитных полей скопления ионов грозовых облаков, срывают электроны с отрицательных ионов, внутри плазмы канала появляется электронный жгут, структура которого и процессы, сопутствующие появлению тока, соответствует описанным в п.4 «выводы» «возникновение эл. тока».
Однако динамические характеристики, которые в среде твердого проводника носили трендовый энергетический характер, в среде электронного газа, определяют реальные динамические характеристики электронов в канале ЛМ. В центре электронного жгута под действием «быстрых электронов» образуется плотная центральная часть с максимальной величиной магнитной индукции кругового магнитного поля. Вокруг центральной части формируется поперечная составляющая электрического тока в виде электронов, движущихся по спирали. Во внешних слоях электронного жгута находятся ионы и электроны, присоединяемые из внешней среды к электронному жгуту, под воздействием его кругового магнитного поля.
Для целей дальнейших рассуждений о возникновении ШМ из разряда ЛМ, рассмотрим два наиболее характерных случая завершения разряда ЛМ в сторону «земли»:
Первый, наиболее характерный - это разряд ЛМ через предмет на «земле», когда весь электронный запас «электронного жгута» ЛМ поглощается «землей», плазма канала, оставшись без втягивающей силы магнитного кругового поля «электронного жгута» расширяется, ее ионы рекомбинируют между собой и ионами окружающего пространства, слышится гром и возникает световая вспышка.
Движение «электронного жгута» ЛМ в плазменном канале в сторону «земли» - это равносильно движению селеноида, длиною до нескольких километров с колоссальным током и соответствующим ему магнитным полем. И, естественно, это индуцирует в направлении его движения встречно направленный мощный электрический разряд из «земли». Их взаимодействие приводит к разрушению «электронного жгута», рассеиванию накопленных им электронов в «земле», из которой, в принципе, они попали в облако, т. е. все возвращается на «круги своя». Это хорошо знакомая и общепринятая последовательность зарождения и завершения ЛМ.
Второй вариант развития разряда ЛМ - это случай, когда канал ЛМ развивается в сторону электропроводящего предмета, у которого также есть связь с «землей» но, форма предмета имеет тупиковую ветвь, с которой индуцированные электронные структуры от воздействия ЛМ не могут «стекать» в землю. Например, ЛМ попадает в один из концов поперечины металлической высоковольтной опоры. Происходит своеобразная сепарация тока ЛМ. Центральная быстрая часть ЛМ в соответствии с первым вариантом стекает в землю. Периферийные слои ЛМ, с характерными спиральными траекториями, обладают меньшей скоростью и большей инерционностью. За время движения от конца перекладины до точки стекания в землю, под воздействием ее поперечного магнитного поля на другом конце перекладины индуцируются электронные структуры ШМ из свободных электронов, находящихся на другом конце перекладины.
Под действием фотонов с отрицательной поляризацией, которая возникает при встречном взаимодействии электронов ЛМ и электронов поперечной металлической перекладины, возникшая ШМ выталкивается из нее во внешнее пространство.
Рассмотрим подробнее этот случай на примере известного опыта Г. Рихмана (друга М. Ломоносова). В этом опыте металлический шест, укрепленный на крыше дома, заземленный снаружи, вторым концом (тупиковым) выходил в лабораторию, где Г. Рихман занимался изучением электричества. При контакте «электронного жгута» ЛМ с металлическим шестом, центральная часть ЛМ, состоящая из «быстрых электронов», как менее инерционная, через наружное заземление, стекает в землю. Оставшаяся, более инерционная часть ЛМ, состоит из электронов, движущихся по спирали, и электронов, которые под действием кругового магнитного поля, осуществляет продольные вращения. Внешнее магнитное поле ЛМ, воздействует на свободные электроны шеста. Из п. 3 «выводы» «Э.Д.С. взаимоиндукции» следует, что внутри материала шеста возникают индукционные токи, формирующие индукционное магнитное поле, встречно направленное магнитному полю ЛМ: «Воздействие внешнего магнитного поля на совокупность свободных электронов приводит к формированию индукционного поля равного по величине и противоположного по направлению исходному, внешнему магнитному полю». Количество «свободных электронов» шеста ограничено величиной объема материала шеста.
Чтобы выполнить условие равенства магнитному полю ЛМ, электроны шеста должны формировать вихревые поперечные и продольные вращения с очень большой плотностью спиралей. Взаимное притяжение между спиралями создает круговое замкнутое движение электронов во взаимно перпендикулярных плоскостях. Под действием магнитного притяжения спирали «слипаются» и электроны образуют круговые замкнутые токовые контуры.
В такой структуре из взаимно перпендикулярно вращающихся электронов возникают условия для формирования Э.Д.С., поддерживающих эти вращения. Фотоны, излучаемые электронами в одной плоскости вращения, являются встречными для электронов, вращающихся в другой плоскости, перпендикулярной первой, и наоборот. Самоподдерживающаяся структура и высокая концентрация электронов в этой структуре обеспечивает сохранение ее, несмотря на воздействия со стороны атомов вещества шеста.
При встречном взаимодействии электронов ЛМ и электронов шеста излучаются фотоны с отрицательной поляризацией, в результате, под их воздействием это структурное образование (ШМ) «выдавливается» из материала шеста в направлении, противоположном, воздействующему излучению.
Обратим внимание, что в момент своего образования, каналы замкнутых токовых контуров, состоят исключительно из электронов и поэтому фотоны будут иметь отрицательную поляризацию, характерную для совокупности электронов. Это определяет бледно - синеватый цвет в момент появления ШМ, который образуется от излучения только электронов. Под действием магнитостатического притяжения ШМ, частицы окружающего пространства (ионы и электроны воздуха), направление движения которых совпадает с направлением тока в контурах ШМ, будут втягиваться круговыми магнитными полями ее контуров, и двигаться по спирали вокруг них. Между «разно-заряженными» ионами, и в пограничных слоях между «положительно заряженными» частицами и электронами ШМ будут происходить рекомбинации, чем определится «огненный» (красный) цвет ШМ. Через какое-то время ШМ «обрастает» разноименными ионами, между которыми будут происходить процессы рекомбинаций. Поэтому цвет ШМ становится стабильно красноватый.
Поскольку каждая «заряженная частица», двигающаяся по спирали вдоль контура - это часть общего тока контура (с присущим ему магнитным потоком), то реакцией на исчезновение противоположных по знаку частиц тока в результате рекомбинаций, будет изменение суммарного магнитного потока и возникновение Э.Д.С. индукции, поддерживающей ток в контурах ШМ. Так работает механизм подпитки тока в замкнутом токовом контуре за счет энергии «заряженных частиц» окружающего пространства. Чем выше ионизация окружающего ШМ воздуха, тем значимее будет этот эффект, продлевающий время ее существования.
Цепочка процессов, приводящих к образованию ШМ из ЛМ будет выглядеть в такой последовательности:
1. Возникновение ЛМ, состоящий из двух фаз: - медленной (доли секунды), включающей в себя формирование плазменного тела канала будущего разряда ЛМ. - быстрой (собственно разряд), представляющий собой стекание объемного «заряда» облака через сформированный канал, в процессе которого под действием магнитостатического поля «облако - земля», электроны срываются с «отрицательно заряженных» ионов и разгоняются внутри плазменного канала, формируя «электронный жгут».
2. Основным форматирующим фактором тела канала ЛМ и ШМ является круговое магнитное поле, возникающее при протекании тока через плазму и электронный газ.
3. Воздействие кругового магнитного поля на плазму приводит к: - захвату, сопутствующих току «заряженных частиц» и отталкиванию частиц, у которых вектор движения противоположен. - сжатию плазмы в объеме канала с максимальным давлением в центре («электронном жгуте») и с понижением к периферии. - из предыдущего пункта следует, что, чем ближе к осевой линии канала, тем качество плазмы выше, в центре канала находится максимально сжатый электронный газ, состоящий из «быстрых электронов». - давление внутри канала выталкивает нейтральные частицы, плазма самоочищается.