Die 10 euro Experimente

Der Inhalt dieser Seite wird überarbeitet und einige Korrekturen MIT IN DIE ZUKUNFT Buch im Zusammenhang mit dem elektrischen curents und elektromagnetische WAVES VERBESSERT WERDEN
DIE , , TEN EURO "-Experimente

Experiment 1

Eine einfache Wiedergabe der Schaltung Oersted Experiment ( Abb. 1 ). Erfolgt über erstmals eine nicht isolierte Leiter ( L) , eine Quelle und ein Magnet Nadel . Wenn der Schalter geschlossen ist , wodurch ein elektrischer Strom in dem Leiter fließt , wird die magnetische Nadel in der Nähe des Leiters angebracht abgelenkt . Sobald der Strom zu fließen aufhört , kehrt die Nadel in ihre ursprüngliche Position zurück.
Wenn die Richtung des Stromes umgekehrt wird, wird die Nadel in die entgegengesetzte Richtung abgelenkt wird. Es ist gut , den Einfluss von elektrischem Strom über die magnetische Nadel bekannt.
In einem zweiten Schritt die Änderung Leiter L nacheinander mit :
• ein Halbleiter- bar - ein Bleiglanz Materialart ist mehr vorhanden;
• ein Rohr Gas bei niedrigem Druck ;
• ein Ionenleiter - eine NaCl-Lösung ist leicht zu beschaffen und die Prozesse der Elektroden sind nicht so wichtig für Experiment .
Bei Rohr Gas ist notwendig ein höheres Potential , um einen elektrischen Strom durch die Schaltung haben .
Wenn der Kontakt eingeschaltet ist , bei diesen modifizierten Oersted Experimente , bleiben die magnetische Nadel abgelenkten von NS-Richtung . Im Gegensatz zu tatsächlichen Elektromagnetismus , dass ein elektrischer Strom ein Magnetfeld Effekt Postulat , bei elektrischen Strom, der durch Gase , Halbleiter oder Lösung sind die magnetischen Effekte einige Größenordnung kleiner im Vergleich zu metallischen Leiter . Falls die Polarität der Quelle geändert wird, wieder kein Einfluss des elektrischen Stroms über der magnetischen Nadel beobachtet. Wo ist der Fehler ?

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Abbildung 1 . Oersted Experiment

Es gibt keine Erklärung in tatsächlichen Elektromagnetismus , auf die Anwesenheit des Magnetfeldes um die Leiter bei der metallischen Leitung, und das Fehlen des gleichen Magnetfeld bei anderen Leitung .
Dieses Experiment deutet auf eine Korrelation zwischen Leitungstyp und magnetischen Eigenschaften und in diesem Buch eine qualitative Erklärung dieser Phänomene vorgestellt werden.

Experiment 2

Das Experiment Regelung ist in Fig. 2 dargestellt und besteht in einer Reihenschaltung von einer Batterie von 1,5 V, einer Tasse Wasser und einem miliampermeter ausgebildet.
Für den Anfang setzen destilliertem Wasser in der Tasse und beobachten Sie die Anzeige der ampermeter . Normalerweise das destillierte Wasser muss Isolator , der Wert der Intensität sehr niedrig ist, nahe bei Null , abhängig von der Reinheit des Wassers .
Jetzt bringen Sie ein wenig Kochsalz in das Wasser und die Effekte zu beobachten . Die Angabe der ampermeter wesentlich verändert werden. Lassen Sie den Strom durch Instrument passieren ein wenig Zeit und notieren Sie die Stromstärke nach verschiedenen Zeitpunkten . Normalerweise wird der Wert konstant bei kleinen Abnahme nach langer Zeit durch die Abgase der Batterie ( Dies kann verhindern, dass unter Verwendung einer stabilisierten Quelle mit 1,5 V) . Für weitere wirtschaftliche Budget schalten Sie das Amperemeter mit Ihrer Zunge und verwenden Sie nur eine normale Batterie 1,5 V. Bei destilliertem Wasser deine Zunge nicht das Gefühl, den elektrischen Strom . Wenn das Salz zu der Lösung hinzugefügt wird die Zunge fühlt sich die Zirkulation des elektrischen Stroms .
Das ist eine banale Experiment auf niedrigem Niveau Unterricht in Physik gemacht und wahrscheinlich werden Sie sich fragen : Was ist der Trick?

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Abbildung 2 . Experiment -Design

Wir haben festgestellt, dass Salzlösung ermöglicht , um elektrischen Strom durchlassen , und das ist aufgrund der Ionen, die auf Elektroden und chemischen Reaktionen finden statt an der Elektrode - Lösungs-Grenzfläche . Aber was passiert , wenn die Ionen nicht die Möglichkeit haben, an den Elektroden reagieren und um die Elektronen zu ändern? Von Elektrochemie wir wissen, dass für die Wasser-Elektrolyse notwendig sind mehr als 1,7 Volt und für NaCl-Elektrolyse ca. . 4 Volt. In unserem Experiment die Spannung niedriger als Wert, der für Elektrode Reaktionen und für den Elektronentransfer ist , bestätigt der Tat auch visuell , weil keine Reaktionen an den Elektroden beobachtet. In diesem Fall wird nach dem tatsächlichen physikalischen die Ionen müssen Elektroden wandern und beginnen, die Intensität muss groß aufgrund der Bewegung von Ladungen in Lösung , in der Zeit um die Elektroden geladene Bereiche gebildet ( Fig. 3 ). Und Intensität der elektrischen Strom sind verringern , wie in Fig. 4 , zuzugeben, eine konstante Geschwindigkeit der Ionen in Lösung . Nach einem Zeitintervall die Intensität des elektrischen Stroms zu Null geworden und die Lösung wandelt in einem Kondensator in dieser Bedingungen .
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Abbildung 3 . Ionen in Lösung Umlauf

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Abbildung 4 Erwartete Änderung der Stromstärke

Die Realität ist, gegenüber; mit einer stabilisierten Quelle bleibt die Stromstärke auf unbestimmte Zeit konstant . Die Ansammlung von Ladungen um die Elektroden und der Kondensator Verhalten von Lösung ist nicht in diesen Bedingungen von Experimenten beobachtet.
Auch hier gibt es keine mögliche Erklärung in der Elektrodynamik .

Experiment 3

Die Schaltung ist die gleiche wie in Experiment 2; ändern nur die Quelle ( bevorzugt DC-Quelle ) und einen Bottich mit größeren Dimension für Wasser. Besser ein Bottich mit Rechteck Form einer Dimension mindestens 10 mal die andere Dimension . Wählen Sie eine Spannung bis 60 V und überprüfen Sie die Intensität bis zu 20 mA betragen. Dann legen Sie einen Finger in den Bottich in gegenüberliegenden Seite der Elektroden -und einschalten K. Die Sensation ist nicht so angenehm , aber es ist ganz unmittelbar.
Nach dem tatsächlichen Elektrodynamik Ihre Empfindung ist nicht eine Realität. Da der elektrische Strom durch einen Fluss von Elektronen zwischen den Elektroden ausgebildet ist, so dass es unmöglich ist, in dem anderen Teil des Behälters zu strömen. Wenn einige Elektronen wird zum Abenteuer in diese Richtung wagen ihre Geschwindigkeit sind so insignificants Sie Minuten oder Stunden warten muss , um von einem Elektron umgestoßen werden und etwas zu fühlen.
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Abbildung 5 . Experiment 3 Design

Wieder keine Erklärung aus der Elektrodynamik .

Experiment 4

Nehmen Sie ein altes TV-Gerät und setzen vor ihm ein Aluminium- Metallfolie (erhältlich in jedem Supermarkt ), verbunden mit einem Strommesser und Punkt wie in Abb. null . 6 . Es ist besser, die Folie auf dem äußeren Teil der Röhre bleiben und um einen größeren Teil des Bildschirms abdecken . Starten Sie den TV und beobachten Sie die Anzeige der ampermeter . Normalerweise werden die Elektronen durch Röhre emittiert werden, bei 27-30 kV beschleunigt. Ein Teil von ihnen traf die Metallfolie und fließen durch Amperemeter Bildung eines , , elektrischen Strom " . Aber das Amperemeter weigern, erwartete Indikation zeigen . Trennen Sie das ampermeter und lassen Sie die elektrische Ladung durch Ihren Körper passieren ( legte eine Hand auf einer Leiter und andere mit dem anderen Leiter ) . Normalerweise wird ein Fluss von Elektronen ( ein elektrischer Strom in tatsächlichen Konzeption) fließen durch den Finger vom Blech auf dem Nullpunkt , aber Sie fühlen nichts. Vergleichen Sie die Situation mit dem vorherigen Experiment , wenn keine Elektronen werden durch Ihre Finger vorbei .

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Abbildung 6 . Experiment 4 Design

Wenn Sie die ampermeter trennen und legte ein Voltmeter mit dem Blech und Punkt null ein Unterschied von Potential wird immer registriert aufgrund der Differenz der elektrostatischen Aufladung von Folien und Nullpunkt .
Was ist die Bedeutung von elektrischem Strom ?

Experiment 5

Eine einfache Schaltung Wiedergeben des Faraday Induktion Experiment (Abb. 6) ist.

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Abbildung 6 . Faraday Experiment

Zu Beginn wiederholen das Experiment von Faraday . Wenn der Magnet hin oder zurück bewegen relativ zu dem metallischen Leiter L in das Amperemeter ein kleiner elektrischer Strom wird registriert .
Im zweiten Schritt ersetzen den metallischen Leiter L mit einer ionischen Leiter ( ein Bottich mit NaCl-Lösung ) und wiederholen Sie den Versuch. Es ist notwendig, eine gewisse Anpassung der Mehrwertsteuer zu machen, um das Experiment durchzuführen. Berücksichtigt die Richtung der Ionen in Bewegung Magnetfeld im Inneren der Wanne sind zwei Wände der Wanne mit einer metallischen Folie und weiter zu einem Strommesser wie in Abb. 7 abgedeckt.
Wenn der Magnet hin oder zurück gegenüber der Wanne bewegt , ist das Amperemeter nicht an die Erscheinung eines Stromimpuls . Wiederholen Sie das Experiment mit einer höheren Konzentration an Salz und einem starken Magneten . Wiederholen Sie das Experiment mit verschiedenen Richtungen der Magnet relativ zu den Elektroden . Die Ergebnisse sind die gleichen genauer Abwesenheit eines elektrischen Stroms, wenn Ionen in Lösung sich in Gegenwart eines magnetischen Feldes.

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Abbildung 7 . Modified Faraday Experiment

Um einen elektrischen aktuelle Datum wird wie eine Ladung Bewegung definiert. Natürlich im Zusammenhang mit dem Experiment die Geschwindigkeit der Elektronen wird als höher als Geschwindigkeit der Ionen in Lösung . In der gleichen Zeit ist es notwendig, in Betracht ziehen, dass in metallischen Leiter nur Elektronen, sind aber in der Lösung positive und negative Ionen frei zu bewegen. Selbst wenn man eine geringere Geschwindigkeit für Ionen relativ zur Elektronen mit aktuellen Techniken, die wir nachweisen können, einen kleinen elektrischen Impuls, wenn der Magnet relativ zu der Wanne bewegen sollte .
Es gibt keine plausible Erklärung für dieses Experiment in tatsächlichen Elektrodynamik .
Die Lektüre dieses Buches Sie die Antworten auf diese einfachen makroskopischen Experimente mit Wurzeln in atomare Welt entdecken.

THE CONTENT OF THIS PAGE WILL BE UPDATED AND IMPROVED WITH SOME CORRECTIONS IN THE FUTURE BOOK RELATED TO THE ELECTRIC CURENTS AND ELECTROMAGNETIC WAVES 
THE ,,TEN EURO” EXPERIMENTS

Experiment 1

A simple circuit reproducing the Oersted experiment (fig 1.) is made using first time an unisolated conductor (L), a source and a magnet needle. When the switch is closed, thus causing an electric current to flow in the conductor, the magnetic needle placed near the conductor is deflected. As soon as the current stops flowing, the needle returns to its original position.
If the direction of the current is reversed, the needle is deflected in the opposite direction. It is well known the influence of electric current over the magnetic needle.
In second step change the conductor L successively with:
• a semiconductor bar - a galena material type is more available; 
• a tube gas at low pressure;
• an ionic conductor – a NaCl solution is easy to obtain and the processes of electrodes are not so important for experiment.
In case of tube gas there is necessary a higher potential in order to have an electric current flowing through circuit.
When the contact is switch on, in case of these modified Oersted experiments, the magnetic needle remain undeviated from N-S direction. Contrary to actual electromagnetism which postulate that an electric current produce a magnetic effect, in case of electric current passing through gases, semiconductors, or solution, the magnetic effects are some order of magnitude smaller in comparison with metallic conductor. If the polarity of source is changed, again no influence of electric current over the magnetic needle is observed. Where is the error?

Figure 1. Oersted experiment

There is no explanation in actual electromagnetism, for the presence of magnetic field around conductors in case of the metallic conduction, and the absence of the same magnetic field in case of other types of conduction.
This experiment suggests a correlation between conduction type and magnetic properties and in this book a qualitative explanation of these phenomena will be presented.

Experiment 2

The experiment scheme is presented in fig 2 and resides in a series circuit formed by a battery of 1,5 V, a cup of water, and a miliampermeter. 
For the beginning put distilled water in the cup and observe the indication of ampermeter. Normally the distilled water must be insulator; the value of intensity is very low, close to zero, depending on the water purity.
Now put a little bit kitchen salt in the water and observe the effects. The indication of ampermeter modified significantly. Leave the current to pass through instrument a little bit time and note the current intensity after different moments of time. Normally the value remain constant with small decreasing after long time due to the exhausts of battery (this can be prevent using a stabilized source at 1,5 V). For more economical budget switch the ammeter with your tongue and use only a normal battery of 1,5 V. In case of distilled water your tongue will not feel the electric current. When the salt is added to the solution the tongue will feel the circulation of electric current.
This is a banal experiment made at low level teaching physics and probably you will ask: what’s the trick?

Figure 2. Experiment design

We know that salt solution permits to electric current to pass through, and this is due to the ions which travel toward electrodes and chemical reactions take place at electrode-solution interface. But what’s happened if the ions have not the possibility to react at electrodes and to change the electrons? From electrochemistry we know that for water electrolysis are necessary more then 1.7 Volts, and for NaCl electrolysis approx. 4 Volts. In our experiment the voltage is lower than value necessary for electrode reactions and for electron transfer, fact confirmed also visually, because no reactions are observed at electrodes. In this case according to actual physics the ions must migrate to electrodes and at beginning the intensity must be great due to the movement of charges in solution; in time around the electrodes are formed charged regions (fig 3.) and intensity of electric current must decrease like in fig 4, admitting a constant velocity of ions in solution. After a time interval the intensity of electric current must became zero and the solution transforms in a capacitor in this conditions.

Figure 3. Ions circulation in solution

Figure 4 Expected variation of current intensity

The reality is opposite; with a stabilized source, the intensity of current remains indefinitely constant in time. The accumulation of charge around the electrodes and capacitor comportment of solution is not observed in these conditions of experiments.
Again there is no possible explanation in electrodynamics.

Experiment 3

The circuit is the same like in experiment 2; change only the source (preferable DC source) and a vat of larger dimension for water. Better a vat with rectangle form, one dimension being at least 10 times the other dimension. Chose a voltage up to 60 V and check the intensity to be up to 20 mA. Then put a finger in the vat in opposite side of electrodes position and switch on K. The sensation is not so pleasant, but is quite instantaneous. 
According to actual electrodynamics your sensation is not a reality. Because, the electric current is formed by a flux of electrons flow between electrodes, so it is impossible to flow in the other part of the vat. If some electrons will dare to adventure in this direction their velocity are insignificants so you must wait minutes or hours in order to be knocked by an electron and to feel something.

Figure 5. Experiment 3 design

Again no explanation from electrodynamics.

Experiment 4

Take an old TV set and put in front of him an aluminum metal foil (available in any supermarket) connected to an ammeter and to null point like in fig. 6. It’s better to stick the foil on the external part of tube and to cover a greater part of the screen. Start the TV and watch the indication of ampermeter. Normally the electrons emitted by tube are accelerated at 27-30 kV. A part of them hit the metallic foil and flow through ammeter forming an ,,electric current”. But the ammeter refuse to show any expected indication. Disconnect the ampermeter and leave the electric charge to pass through your body (put one hand on a conductor and other to the other conductor). Normally a flux of electrons (an electric current in actual conception) flow through your finger from metal sheet to the null point but you feel nothing. Compare the situation with the previous experiment when no electrons are passing through your finger.

Figure 6. Experiment 4 design

If you disconnect the ampermeter and put a voltmeter connected to the metal sheet and to null point a difference of potential is always registered due to the difference of electrostatic charge of foils and null point. 
What is the meaning of electric current?

Experiment 5

A simple circuit reproducing the Faraday induction experiment (fig. 6) is made.

Figure 6. Faraday experiment

At beginning repeat the experiment of Faraday. When the magnet is moving toward or back relative to the metallic conductor L in the ammeter a small electric current is registered. 
In the second step replace the metallic conductor L with an ionic conductor (a vat with NaCl solution) and repeat the experiment. It is necessary to make some adaptation for vat in order to perform the experiment. Taken into consideration the direction of ions movement in magnetic field inside the vat, two walls of the vat are covered with a metallic foil and further to an ammeter like in fig 7. 
When the magnet is moving toward or back relative to the vat, the ammeter does not indicate the apparition of a current pulse. Repeat the experiment with a higher concentration of salt and a powerful magnet. Repeat the experiment with different directions of magnet relative to the electrodes. The results are the same more precisely absence of an electric current when ions are moving in solution in presence of a magnetic field.

Figure 7. Modified Faraday experiment

To date electric current is defined like a charge movement. Of course related to the experiment the speed of electrons is considered higher then speed of ions in solution. In the same time it’s necessary to take in consideration that in metallic conductor only electrons are moving but in the solution positive and negative ions are freely to move. Even admitting a lower speed for ions relative to electrons with actual techniques we should be able to evidence a small electric pulse when the magnet is moving relative to the vat.
There isn’t a plausible explanation of this experiment in actual electrodynamics.
Reading this book you will discover the answers to these simple macroscopic experiments with roots in atomic world.