お遊びでCNC自作を計画、Z軸をHDDケースで作ってみた

このところ、理論的なことについて考察しています。 息抜きにおもちゃのCNC自作を計画。MDFの端材で作業開始。もちろん図面はなく、現物あわせ。 さすがにZ軸は図面もどきを描きました。

壊れた3.5インチHDDケースを3分割して作ってみました。

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最近のHDDは長持ちするのに残念、2TBですよ、これ。 クラッシュの原因は、昨年秋頃のwin7 updateもしくはgoogle ChromeでのShockwave Flash 重複だと思われます。

結構、面白い。はたして完成するかどうか。

 

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弧電磁気論(弧理論)の一部訂正

2011年11月に出した拙著弧電磁気論(現在の名称は弧理論。)は、前半が紡錘図形の解釈

図32ネガ図1

と小型宇宙船の飛行原理、後半が宇宙論

足跡図2

並びに永久宇宙船の惑星間航行の原理

図41紡錘形の収縮による航図3

を説明したものでした。

どこかに書きましたけれど、前半の部分は30~40%で、後半は60~70%くらい当たりだと自己評価しています。


 

一昨年の2月よりファラデーの単極誘導について実験研究を始めまして、先日掲載しましたとおり単極誘導モーターにおいて、同軸三重反転の機構がわかってきました。

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動画 1  実験1

拙著弧電磁気論においては、小型機の構造は同軸三重反転機構を持つものとしていましたけれど、同時に三重の回転リングは分割されたものだとしていました。 弧電磁気論(p40図25)

図25リング1磁単Cの湧出図4

と(p41図26)

図26リング2陽子の反転図5

と(p42図28)

図28リング3電単Dの回転図6

並びに(p42図29)

図29下から見た図図7

のいずれも分割の必要がないと判断しました。そこで、同軸三重反転機構において「分割」の考えは削除します。

歴史的に見て、昭和34年4月に日本で出されたバンソン特許の図(fig.3)において

agnewfg3図8

やはり回転リングはモーターで回転させる機構のようです。しかし、管理人の実験の結果、同軸三重反転の機構は単極誘導モーターであって、自ら反対方向に回転することがわかりました。分割する必要が無く、駆動装置も必要ないということです。

追記

日本で特許申請を出したアグニウ エッチ バーンソン ジュニアは昭和36年2月に来日した際に久保田八郎氏と会食したアグニュー・バンソンの親族のようです。(GAサイトこちらを参照しました。)

kubotaimg01 写真1

アグニュー・バンソンは米国の実業家で、バンソン研究所にて研究していたのがT.T.ブラウンでした。ブラウンの研究内容一部が特許出願されたもののようです。バンソンはG・アダムスキーの支持者でした。ですから、アダムスキーの指導方針に沿ってバンソンはブラウンの研究を推進しようとしていたようです。注:UFO情報センター発行のSCOUT SHIP紙No4. 1994.12.5を参照しました。

 

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原子のクーロン力と「単極誘導モーターに生じる力」の関係

管理人が行ってきた単極誘導モーターの各実験は、いずれも微弱でした。過去の記事「書きたいことはあるけれど」には次のように書きました。

「弧理論による原子模型では引力と斥力が拮抗しているわけです。この2つの力は、例えて言えば、引力が10,000で、斥力が10,001な訳で、外部には差である「1」がかろうじて現れているからです。」

この点を少し補足します。

弧理論の考え方は古典的です。波動関数は出てきません。「電子が波であり、確率的に存在する」というのを否定しています。この点について。

図3 原子模型の2次元描像図1

のように3次元物理空間(M軸)に対して直交するエネルギー軸(E軸※)上にある実体がM軸に投影されることによって基本物理量である「質量と位置」が決定します。このときのM軸への投影角が90度であれば観測者に対して”静止”していることになります。90度以外の角度であればM軸に投影された線分Efy(図1)がM軸内での”運動※”になります。

投影角がさらに深くなると電子はM軸から見えなくなります。(質量を計測できなくなる。)M軸内において、次元を失うからです。そして投影角がゼロになると電子の”運動”が光の速さとなり、質量は測定できなくなります。これが量子力学でいう「波動」だと考えられます。


※:これまでの物理学で用いられるエネルギー[ML^2T(-2)]とは異なります。時間[T]が含まれる物理量は弧理論では使えません。従って”運動”も運動量[MLT(-1)]は使えません。自然科学では「運動は時間に比例して起きることが大前提」ですが、「運動は時間から求め、時間は運動から求めている」以上、自然科学は本当の意味で時間を決定したことがないからです。自然科学は古典的範囲でのみ正しいと考えられます。

五感でわかるスケール表1  自然科学は赤い括弧の範囲にしか適用できない


 

図1において、E軸上の実体がM軸に投影される際に、ベクトルEfyは「積分を伴って回転投影」され、M軸上ではEfxとなって現れます。  注:「積分を伴う回転投影」については、右リンク先の「第3起電力のエネルギー源について(第2版)」を参照ください。

このEfxが回転力であって、単極誘導モーターの力だと考えています。

さて、図1において、回転の中心にあるのは原子核です。原子核には正の電荷を持つ陽子が存在し

原子モデル図2

のように陽子と電子の間には、クーロン力が働いています。古典的原子半径において、陽子と電子の間に働くクーロン力は

F=kq1q2/r^2    式1

であって、-8.2×10^(-8)Nになります。この原子に働く重力が-3.6×10^(-47)Nであることを考えるととてつもない強さだとわかります。 注:静電気の例題1解答を引用しました。符号のマイナスは引力を表す。

図1のEfxは軌道の接線方向に働く力です。電子を放置すれば陽子から離れていきます。つまり、運動Efxは”斥力”だということです。そして、原子核と電子に働くクーロン力(引力)と回転力(斥力)が拮抗して電子は軌道を維持します。これが弧理論による原子模型です。 古典的には「軌道にある電子の速度が光速度を超える。そんなことはあり得ない」から「実験的事実である波と粒子の性質をうまく表現する努力をした」訳で、結果が「量子理論」というのが歴史の流れです。

で、電子の原子における回転軌道面が一方向に(ほぼ)揃っているのが、永久磁石だと考えています。つまり、磁石は巨大な単原子だということです。そしてクーロン力(引力)と回転力(斥力)のわずかばかりの差異が磁石の周囲に現れる。これが単極誘導の現象だと管理人は理解しています。

図7 生じる力の磁石方向の図3

例えていえば、「富士山頂にある小石の高さをモノサシで測って、たかだか数cmだ」と言っているのと同じです。まるまる富士山の高さを抜かしているのです。

そして、過去記事にも少し書きましたけれど、単極誘導の現象を適切に応用すれば「放射能を無効にできる」のではないかと管理人は考えています。  有害な放射線を放つ放射性物質を単極誘導モーターの中心に配置し、適当な回転を与えることによって分裂あるいは分解を制御できるではないかというのがアイディアです。常識的には、放射性物質の半減期は絶対変えられないと教えられてきました。しかし、核内の力の均衡が外部に出ていると考えるならば原子内部に潜む核力の一部を制御できるかもと考えるのには、一定の合理性があると思います。  核分裂や核融合などの手荒な手法を用いなくてもよいということです。

 

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単極誘導モーター(電極が受ける反作用と電極半径について)20150216

単極誘導モーターの実験(電極が受ける反作用と電極半径について)2015/02/16 を動画サイトに掲載しました。

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動画 1

水銀を用いた単極誘導モーターにおいて、外側の電極を上から吊して、単極誘導モーターに生じる力の反作用を外側の電極が受けるかを調べました。 また、外側の電極が磁石から離れた場合はどうなるのかを調べ、まとめたものです。

動画1の実験1について。

上から吊した(外)電極を(+)とし、(軸)電極を(-)とします。水銀を満たしてリング型ネオジム磁石を浮かべます。設定はDC0.6V最大20Aにしました。 通電すると

  1. (外)電極が反時計方向に振られる。
  2. (外)電極が回りきった後、水銀が時計方向に渦を作り始める。
  3. 水銀に浮かべたネオジム磁石が時計方向に回る。

水銀に浮かべたネオジム磁石は、このモーターに生じる力とは無関係ですので、水銀の作る渦の方向へ回ります。

動画1の実験2について。

次に、(外)電極をネオジム磁石から離した場合として、(外)電極の半径を大きくします。電源の設定は実験1と同じです。通電すると

波は立ちますが、水銀は渦をほとんど作っていないように見受けられます。また、水銀に浮かべたネオジム磁石もほとんど回りませんでした。

実験2は、手持ちの水銀の量が少なくて不十分です。(入手困難により。) (外)電極の半径が大きく、容器のシャーレに触れているらしいこと。 水銀の深さが不足しているためにネオジム磁石の浮きが浅いようです。(浮いた磁石からシャーレの底までが浅い。) ですから、十分な渦が出来ていないことが見て取れます。 しかし、実験1で(外)電極が渦の反作用を受けていることは明白ですから、実験2においても反作用は(外)電極が受けているはずです。 結論として、(外)電極が磁石から離れることで、単極誘導モーターに生じる力が弱くなるということです。検証としては少し弱いですけれど、直感的に納得できます。

 


さて、改めて電磁気学上における単極誘導の定義について考えてみます。

距離に逆比例する単極誘導図1

図1の(1)は、一般的に示される単極誘導の説明図です。  軸対称な磁石と同軸の導体円板に軸と外縁にブラシを設けた上で、検流計を通して閉回路を作ります。導体円板を回転させると、誘導電流が流れるというものです。 このとき軸と導体円板の外縁部に生じる電圧は

図起電力の式式1

によって、求められるとされます。式1の右辺第2項がそれです。第2項だけを取り出して (単極誘導とNマシンの不思議、その3)を引用させていただき導体円板の内径を r1、外径を r2とすると

式2式2

となります。ここでωは角速度、Bは磁束密度ですので、半径を大きく、回転速度を速くすれば起電流の電圧は大きくなります。

次に図1の(2)について。  磁石は図1の(1)と同じものを用いて、かつ閉回路は図1(1)と同じ経路とします。また角速度ωも同じとします。  導体円板の半径を大きくするとともに導体円板に接するブラシを大きくした半径の位置に持ってきます。式2により角速度ωが同じならば、(2)の起電流の電圧は(2)が少し大きくなると考えられます。(同じ磁石ですから外径r2を大きくしても閉回路のBは変わりません。) ただ実際に確かめるのは大変です。機械的な抵抗を含めた条件が違いすぎます。


 

一般に、発電機の機構に電流を流せばモーターになりますので、この考え方は単極誘導モーターに当てはまると考えられます。

動画1の実験1と実験2の違いは、閉回路の経路の形状と長さ(半径)ですけれど、磁石から出る磁力線のほとんどが磁極端面にあります。つまり、単極誘導モーターが上式の考え方と同等とするならば、(外)電極の形状と長さ(半径)が異なっていても、実験2による生じる力(回転力)は実験1と同等になるはずです。なぜなら磁力線のほとんどが磁極端面にあって、実験1も実験2のいずれも、(外)電極がこれをカバーしているからです。 ところが結果は、実験2はほとんど回りませんでしたし、実験1との整合性からいって回らなくても仕方ないように見えます。

実験2において、(外)電極の半径が大きく、回転モーメントは大きいので反作用を受けていても、反作用によって振られることが観察できなかったと思われます。(シャーレの壁面に少し接触していたようです。) でも、水銀は液体ですから反作用がこのような距離伝わるとは常識的に考えにくいのは事実です。

実験の結果を認めるならば、少なくとも単極誘導モーターにおいては式に従わないと考えられます。  直接、図1の(2)を実際に確かめるのが一番だと思うのですけれど。

なお、銅円板による単極誘導モーターの半径を大きくすると、回転力が小さくなることは確かめています。(同じ磁石を用いて半径を大きくした場合です。回路の形状と長さは異なっています。)

このようなこと先人が気づかないはずないのですけれど、意図的に放置したとしか考えられません。

 

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ドーナツ型磁石の内側での渦について調べた動画を掲載

2月13日に行った実験の動画を動画サイトに掲載しました。

動画 1  単極誘導モーターの実験(ドーナツ型磁石の内側での渦について)2015/02/13

実験は食酢を用いた単極誘導モーターについて、渦のでき方を調べたものです。 中心においた軸電極を(-)とし、リング型の磁石を(+)電極とします。食酢を満たして設定DC30V最大3Aとしました。 食酢は反時計方向に回り渦を作りました。

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動画1の実験はリング型磁石を電極としていますけれど、先般動画サイトに掲載した

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動画 2  単極誘導モーターの力学的特性

においては、磁石の外側に別の電極を置き、外側での渦のでき方を調べたものでした。 できた渦は反時計方向でした。

一方で、これまで掲載しておりませんけれど

vlcsnap-2015-03-13-10h19m18s106写真1

1月30日に行った実験で写真1のように水銀による同軸二重反転型の単極誘導モーターができていました。 写真1ではわかりにくいですが、(軸)電極を(-)に、(内)銅板には何もつないでいません。(外)電極を(+)として(内)銅板で水銀を2つに仕切っています。 実験の結果、内側水銀は時計方向に、外側の水銀は反時計方向に回っており、水銀に浮かせたリング型のネオジム磁石は水銀の渦に従って時計方向に回りました。

写真1の実験をよく観察すると、どうも磁石内側にできている渦の回転方向が時計方向ではないように見受けられましたので、動画1の実験を行ったのです。


 

正直「力学的な点:作用と反作用」では今も頭が混乱しています。(同軸三重反転ですから)  また経験上、単極誘導の現象は「磁力線あるいは磁場は不要」であると感じています。 力場という考え方になじまないのです。

単極誘導モーターに生じる力は、”磁石近傍に生じる※1”けれど、導体や金属水銀どうしに力(作用と反作用)が生じるのであって、磁石そのものは力学的に無関係です。これを磁石が持つ力場と言えるのでしょうか? 単極誘導により起電流が生じる現象も磁石は力学的に無関係だと思います。

※1補足  単極誘導モーターに生じる力は磁石からの距離に逆比例するようです。これを確かめる動画を別途掲載します。

 

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2015/3/2実験動画の(実験2)の削除について

先日動画サイトに掲載しました「単極誘導の実験(水銀による単極誘導モーターの同軸三重反転と誘導起電流)」

動画 1

における実験(2)は管理人の誤認でした。お詫びして削除します。 昨年10月頃手配し入手した水銀を使い1月から3月初めにかけて行いました実験は、一段落していろいろ検討しています。

動画1の実験2について結果を

内と外に起きる電流図1

としました。電流の経路と回路を安易に等価と考えましたけれど、よく考えてみると誤認がありました。  図1の(軸)と(内)にガルバノメーターのテスター棒をあてたときについて。

vlcsnap-2015-03-12-08h49m22s101写真1

水銀Bによる単極誘導モーターの電流の経路は

(1)安定化電源(+)→圧着端子(+)→(外)電極→水銀B→(内)電極→圧着端子(-)→安定化電源(-)

ガルバノメーターによる水銀Aを含む電流の経路は

(2)GM(+)→圧着端子→(軸)→水銀A→(内)電極→圧着端子(-)→GM(-)

となります。 そして、各接続間に小さいけれど内部抵抗があり、下線を引いた区間においては(1)と並列回路を形成しています。つまり、並列回路の分流であって、電圧降下分をGMで測っていることになります。

GMの針の振れは各区間の抵抗値によるのでしょうから、振れだけではわからないということになります。

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vlcsnap-2015-03-12-08h50m56s145写真2

同じく、水銀Cについては

(3)GM(+)→圧着端子→(外縁)→水銀C→(外)電極→圧着端子(+)→GM(-)

となります。ここでも、下線区間において(1)と並列回路を形成しています。

結局、この実験2において誘導起電流だと断定できないということになります。お詫びして実験2を削除します。 反省として、電流経路の合成抵抗を考慮すべきでしたし、実際の経路を安易に回路図と等価だと考えると過ちを犯すとわかりました。

1月から2月に行った実験を幾つかの動画にまとめて掲載を予定しています。 それと水銀の蒸気を吸い込むのはやはり身体に悪いです。水銀をこぼしたときも、掃除機で吸うのはよくないのでできるだけ回収するか、こぼした絨毯などは廃棄すべきです。

 

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「同軸三重反転する単極誘導モーターと起電流」の動画を掲載

水銀を使った同軸で三重の反転をする単極誘導モーターと三重反転モーターの内外周に生じる起電流を測定した実験の動画を掲載しました。

動画1 (単極誘導の実験:水銀による同軸三重反転機構と誘導起電流)

今年に入って水銀と食酢を使った実験を続けていました。各種実験の結果を動画にまとめようとしたところ約10分の長さになりました。長すぎるので思考の過程を抜きに、結果だけを2つにまとめた実験にして動画サイトに掲載しました。

実験1の水銀Cが反時計方向に渦を作っていることの確認が難しいですけれど、先日公開した

動画2 (単極誘導モーターの力学的特性)

の実験2、実験3、実験4と同じものです。

水銀は不透明で銀色をしています。余程の流れがあるか、表面のゴミが動かねば内部に流れが生じているかどうかなかなか判別できません。いろいろ工夫をしたのですけれど、うまい方法は見つかりませんでした。動画1の実験1ではスーパーマクロのスロー動画にしたところ、何とか確認できました。

動画1の実験2で、三重反転機構の内外周、水銀Aと水銀Cに起電流が流れるか、という発想は、概ね次の通りです。

内と外に起電流は流れるか図1

図1の(軸)を(-)(外)を(+)とする同軸二重反転の実験を行ったときのこと。

『(内)の銅板は水銀をAとBに隔てるのと(-)極から来る自由電子を(+)極へ通す働きをしているだけで、いわゆる「電極」ではない。力学的な観点から(内)銅板は、内側の水銀の動きに対する反作用を外側の水銀へ転嫁しているかも知れない。』 との仮説を考えました。

すると、図1のとおり配線したときに、水銀Cに水銀Bの反作用が外側へ伝わり水銀Bの反対方向に渦を作るかも知れないと考えた訳です。例え水銀Cに渦が確認できなくても、仮に渦流が存在したならば「水銀Cに起電流が流れるかも知れない」ということです。 実際、ガルバノメーターで初めて測って針が振れたときは、少々驚きました。 図1の(外)電極から外側の水銀Cと(外縁)の銅板は電気的には関係ないのですから、ちょっと理解できません。

安定化電源からの漏れかもと考えますけれど、直流ですから無いと思います。 また、電流が電磁誘導によるものならばスイッチのオンの瞬間とオフの瞬間にのみ、反対方向に電流が生じるはずで定常的に流れるはずありません。 ガルバノメーターの針は振れているのですから、何かの電流が流れていることは間違いありません。 上記の仮説が正しいとは思いませんけれど、磁石の何かの能力が起動している単極誘導モーターの内外周に「力」あるいは「起電流」を生じさせると考えるのが正しいような気がします。

 

動画1の実験1について、同軸多重反転図2

水銀Aが水銀Bと反対方向に渦を作ったことについて。 電磁気学の知識としてドーナツ型の磁石の端面(磁極面)と内では磁力線の向きが反対であって、かつ電流は(外縁)電極から(軸)電極に向かって流れているのですから、磁力線が原因だという理解は成り立ちます。また、磁石内側と外側でも磁力線の向きは同じなので、水銀Aと水銀Cは同じ方向になると理解できます。 それと、水銀Bが磁石に乗り上げる現象はちょっとわかりません。精密に(内)と(外)の銅板が磁石に密着するように加工して、水銀Bが磁石の端面にのみ接するようにすれば解決するかも。それだけではないようにも感じますし、わかりません。

今回の動画でははしょりましたけれど、管理人が注目してきた単極誘導モーターにおける力学特性「作用と反作用」について、まだわからないところがあります。頭の中がすっきりしたらまとめられるかも知れません。 省略した種々の実験は、いずれ動画サイトに掲載する見込みです。

 

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何を研究テーマとするか。なぜ単極誘導なのか。

過去記事と重なると思いますが。

某大手の携帯通信会社が提供で、独創的な研究を行う人とテーマを紹介するTV番組があります。 管理人も興味深くて時折見るのですが、「通信を世界の誰とでも簡単に只(タダ)で提供できる」研究を行う人は決して紹介されません。 当たり前のことです。

ノーベル平和賞が胡散臭いと感じる人は多いと思います。地球温暖化詐欺のアル・ゴア、平和に貢献したとは思えない米大統領、第2のアウンサンスーチーと呼ばれるマララ。  同様にノーベル物理学賞が権威にある「誰か」に都合が悪い研究は決して対象にならないことは容易に想像できます。

発光ダイオードは生活の必需品です。IPS細胞の研究が人の健康に役立つ日がくると期待されます。素粒子の研究によって、宇宙の本質がわかってくると期待されます。いずれも凄いことだと思います。

素粒子の研究に50年の歳月と何兆円もかけて凄いことだと感心します。でも、国家間で資金を融通しなければ、先へ進めない研究とはいったい何なんでしょう?  数学者の岡潔は、

「物質は、途中はいろいろ工夫してもよろしい。たとえば赤外線写真に撮るとか、たとえば電子顕微鏡で見るとか、そういう工夫をしても良い。しかし、最後は肉体に備わった五感でわかるのでなければいけない。」

と述べています。 発光ダイオードもIPS細胞も日常生活に役立つだろうことは理解できます。五感でわかるからです。 素粒子あるいは亜原子粒子を束にして身体に当てれば影響があることも理解できます。 しかし、ヒッグス粒子の存在が確かでも、「五感でわかる」とは思えないし、体感できるとも思えません。 「この物体の加速のし難さはヒッグス粒子のせいだな!?」と体感した人がいるならお目にかかりたいです。 ですから、費用のかかりすぎる点、五感でわからないことから、素粒子研究に未来があるとはどうしても思えないのです。

詰まるところ、岡潔の言った「五感でわかる」ことを研究する以外に、先へ進むことは不可能であって、この世界においてお金の制御の権利を持つどこかの「誰か」に都合が悪い研究は何かを、それこそピンポイントで目指すことが必須だということです。

現象を単独で取り出すのは至難です。続いて新規のことだと証明することも不可能なことのように思えます。管理人もLCRの研究で新規のことを見いだすことは無いと思っています。 でも単極誘導の現象は別です。大学の時の教科書「電気磁気学 約360ページ」には、単極誘導について、わずか1ページの半分しか記述がありませんでした。 たとえ現象が微弱で利用価値がない単極誘導であっても、理解できない部分があるのに放置されているのか、さっぱりわかりません。 紋切り型の説明で納得しているというのがわかりません。

19世紀前半の頃、世界(もちろん西洋世界)に電気磁気の研究を行う物理学者が30人ほどしか居ないころ、大学で教える電気磁気学、電気工学の教科書を作る過程で金融資本家の圧力があって、単極誘導が小さく扱われることとなったのではないか、と推測しています。ですから、管理人としては、単極誘導のことを教科書のとおり解釈して終わりではなくて、実際に試してみる。それも電磁気学の教科書は脇に置いて、装置を作ってやってみることが必要だと思います。それほど自信があるわけではありませんけれど、競争の熾烈な分野は無視して、「こっそりと」ということです。

 

大事なこと2つ。

素粒子研究を含めて、現代物理学は「天動説のまま」変わってないと感じます。

単極誘導モーターの研究を続けると、「磁力線は磁石にくっついて回るのか、それとも空間に張り付いて固定されているのか」という疑問が出てきます。空間に固定されていると書かれている参考書もあります。「磁力線の運動を定義できない。導体円板・ブラシと観測者との相対的な運動にある」という参考書もあります。 管理人の経験では、すべての現象が相対的であると感じます。後者の参考書に近いです。 一方で、素粒子研究は地球の地下に建設した加速器を通して素粒子の運動について研究しています。誰でも地動説を理解して、信じています。ところが加速器は、観測者に対して固定していて、観測者に対して運動する素粒子について調べています。当たり前のことなのですが、どうも素粒子の研究が「はなから地球を基準にしている」という当たり前のことが、天動説から抜け出ていないのではないかと感じるのです。理屈ではわかっていても、無意識に従来と同じ行動をとっていると感じるのです。単極誘導モーターの実験を行っていると、運動とは何かを深く考えます。それ故、自然と19世紀に戻って単極誘導モーターの力学的性質を知ろうという方向へ進んでいきます。回転運動にものごとの相対性を含んでいる(実感できる)ということは大事なことだと思います。

 

本質的に回転運動を示す現象は、単極誘導だけなのか?

レシプロエンジンより理論的にローターリーエンジンの方が効率がよいことは理解しています。技術的にも難しいし、実際の効率もよくはありません。しかし、ローターリーエンジンは混合機の爆発膨張という「直線運動」を回転運動に変えているもので、原理的に回転運動を起こすものではありません。直流電動モーターも三層交流モーターも引き合う力・遠ざける力を回転運動に変えているにすぎません。ところが単極誘導は本質的に回転運動です。 単極誘導の回転運動は、斥力の一種です。回転運動は拘束力がなくなれば、接線方向に離れていきます。つまり、斥力です。もし、単極誘導の現象が唯一、本質的な回転運動であるならば、非常に重要なことだと思います。おそらく宇宙の本質にかかわることなのだと思っています。

 

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単極誘導モーターの力学特性について

食酢と水銀を用いた単極誘導モーターに生じる力の作用と反作用について調べた結果を動画サイトに掲載しました。

 

動画 1 (単極誘導モーターの力学特性について)

実験1について。

vlcsnap-2015-02-12-09h55m18s55写真1

メッキされたネオジム磁石を(-)電極とし、リング状の銅電極を(+)電極とします。容器に食酢を入れDC30Vを印加しますと最初0.6Aくらい流れ、酢は反時計方向に渦を作ります。電流は次第に増加します。

vlcsnap-2015-02-11-14h15m29s142写真2

銅円板を用いた単極誘導モーターではブラシを固定しますので、銅円板は時計方向に回転します。実験1では写真2の銅円板とブラシを固定し、間に食酢を入れたのと同じですので、食酢は反時計方向に回転するわけです。

動画ではあまりはっきりしませんけれど、渦は磁石に近いほど速いです。 つまり、渦の動きの反作用は(-)電極であるネオジム磁石が受けていることになります。  そこで、(-)電極とネオジム磁石を分離してみます。ネオジム磁石がリング状なのは後の実験との都合により用いました。

 

実験 2について。

vlcsnap-2015-02-12-10h02m41s135写真3

磁石をテープにて覆い電気的に絶縁します。0.1㎜厚の銅板を磁石に巻き付けたリング状にして、(-)電極とします。実験1と同様に外電極を(+)とします。電流を流すと食酢は反時計方向に渦を作ります。 フェライト磁石を用いていますが、渦の状態がよく撮れていますので動画に採用しました。特に意味はありません。  実験2の結果、渦の反作用は次の通り考えられます。

  1. 渦の反作用を磁石が受けている。
  2. 渦の反作用を内電極(-)が受けている。
  3. 渦の反作用を内電極(-) と 磁石が受けている。

のいずれかということになります。

 

実験 3について。

スナップショット 1 (2015-02-09 10-28)写真4

内電極(-)として銅板をリング状にして上から0.2㎜のUEW線で吊り下げます。ねじれに対してかなり敏感で、電流を流すと食酢は反時計方向に渦を作るとともに内電極(-)は静止した6時の位置から最大10時の位置まで大きく振れました。実験3の結果

  1. 渦の反作用を内電極(-) と 磁石が受けている。
  2. 渦の反作用を内電極(-)が受けている。

のどちらかということになります。

 

実験 4について。

vlcsnap-2015-02-12-10h30m58s173写真5

内電極(-)は、銅板をリング状にして容器に固定します。内電極(-)と外電極(+)の間に水銀を入れます。このとき用いた水銀は約100gほどで、吊り下げた磁石は20gでした。DC0.5Vで30Aから50A流したところ、吊り下げた磁石が水銀の渦の反作用を受けている様子は観察されませんでした。 水銀の渦がゆっくり回転を始めるのは重いためでもありますけれど、磁石から少し離れているせいでもあります。  実験の結果をまとめると次の通り考えられます。

食酢と水銀を用いた単極誘導モーターに生じる力の反作用は内電極(-)が受けている

と考えられます。他の形式での実験でも同じ結果を得ています。

 

ここで、ファラデーが発見した単極誘導についてあらためて記しますと

端面を磁極とする円柱状磁石に対して、同軸上の導体円板を配して軸回りに回転させると、中心軸と円板の外縁部に

tankyoku12図1

① 磁石を固定して円板を回転すると誘導電流が流れる。
② 円板を固定して磁石を回転すると誘導電流は流れない。
③ 磁石と円板を一緒に回転すると誘導電流が流れる。     という現象です。

一般に、③が不思議だとされています。つまり、磁力線は、磁石にくっついて動くのか、それとも空間に固定されているのか、ということです。

 

動画1による単極誘導モーターの実験結果は、観測者に対して磁石が動いているか、動かないかは問題ではなく、そもそも磁石は力学的に孤立しているということです。すると上の③が不思議なのではなく、②も③も当然なのだと理解できます。

ここで、実験の結果を踏まえて単極誘導モーターを定義すると次のようになります。

単極誘導モーターによる力図2

『軸対称な磁石の近傍を、軸方向に運動する電子には運動方向に直交する力が働く。生じる力は、電子の進行方向に対して左方向であって、その作用は電極や水銀などの導体、電解質に働く。反作用も電極や導体に働く。生じる力に関して磁石は関係しない。』 となります。

では、磁石から離れた位置を運動する電子に磁石が働きかける”何か”とはいったい何なのでしょうか?これが「磁”力”線」あるは磁気といえるのでしょうか?

電磁誘導の現象においては磁石は力学的に含まれています。

動画 2

だからこその磁力線だとわかります。しかし単極誘導に関しては磁力線での説明に無理があると思います。

 

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自作 iPad (retina & mini) スタンド

単極誘導モーターの実験を続けていますけれど、現在までまとまったものはありません。

愛用のiPad retinaは2世代ほど前のモデルで夏は暑くなるしやはり少し重い。 予てより適当なスタンドが欲しかったのですけれどなかなか気に入ったモノはありませんでした。 少し時間をとってiPad retina とiPad mini のスタンドを製作してみました。

CIMG1517

CIMG1520

 

iPad stand

アクリル iPad用スタンド

 

CIMG1523

適当にラフスケッチを描いて3ミリ厚のアクリル板から切り出しました。製作はiPad mini用も併せて3時間ほどで、仕上げてないので見た目は酷いです。 iPad retina 用で長さ11cm×2.5cmくらいですのではずせば持ち運びに邪魔になりません。

 

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