На картинке: Слева: Нагревательный элемент фена с «приклеившимся» к спирали провода магнитиком. Это значит, что проволока высокого сопротивления, намотанная на слюдяной каркас, сделана из ферромагинтного сплава. Справа: Таблица изменения удельного сопротивления разных типов сплава НИХРОМ с температурой. Обратить внимание на средний столбец! Там сопротивление с ростом температуры некоторое время ПАДАЕТ!
(См. также заметку «Электрическое сопротивление»)
В упомянутой заметке я пытаюсь объяснить механизм электрического сопротивленяи металлов не причинами «электрического» характера, а чисто магнитным взаимодействием спинов электронов со спинами ионов кристаллической решётки.
Само изложение причины электрического сопротивления металлов в самой серьёзной литературе, включая и физические энциклопедии, удивляет своей краткостью, обобщённостью фраз и скупостью в деталях. Если многие другие явления в физике рассматриваются со скрупулёзной доскональностью, то здесь, объяснение такого общеизвестного и важного физического феномена сводится к одной фразе:
Де, «Рассеивание электронов на инородных ионах, дефектах кристаллической решётки и её тепловых колебаниях является источником электрического сопротивления».
Итак, речь идёт о «рассеивании» дрейфующих со скоростями в десятые, сотые и тысячные доли миллиметра в секунду электронов на указанных «дефектах» кристаллической решётки. Рассеяние, связанное с потерей ими их кинетической энергии, иначе никакого сопротивления не было бы и нагрева проводов тоже. А то, что электроны в металле хаотически движутся со скоростями от 600 до 2000 километров в секунду (сравнить со скоростью дрейфа!), это никакого их рассеяни не вызывает, и разогрева металла тоже!
(А «температура» электронного газа в металлах сохраняется одной и той же в 10 000 градусов по абсолютной шкале в очень широких пределах температур самого металла!)
И электроны, движущиеся со скоростями в МИЛЛИАРДЫ раз превышающими скорость ДРЕЙФА, и обладающих ОГРОМНОЙ кинетической энергией, но без микроскопического дрейфа вдоль провода, никаких разогревов и рассеяний на этих же самых колебаниях решётки и прочих её неоднородностях, НЕ испытывают???
Явное противоречие здравому смыслу. Я уже не говорю о том, что рассеяние может происходить совершенно БЕЗ потерь энергии, хотя бы потому, что электроны – лёгкие частицы, а ионы металла в десятки тысяч раз массивнее, и поэтому происходит просто упругое отражение электрона от иона без значительных потерь электронами их кинетической энергии.
Итак, фраза о «Расеивании» звучит абсолютно неубедительно и нелепо.
Но факт: Электрическое сопротивление у металлов наблюдается повсеместно!
Значит его причиной является другое. Как было указано в статье «Электрическое сопротивление», оно вызвано магнитным взаимодействием спинов электронов и спинов ионов решётки.
Почему?
Потому, что любой ток, есть упорядоченное движение всех свободных электронов металла под действием приложенной разности потенциалов, то есть приложенного извне электрического поля. Движение зарядов создаёт и упорядоченное магнитное поле в самом проводнике. Это магнитное поле ОРИЕНТИРУЕТ спины электронов и ионов таким образом, что возникает их чисто магнитно-спиновое взаимодействие, возникает нечто вроде «вязкости» среды, в которой дрейфуют электроны. Оно, это магнитное взаимодействие, и препятствует свободному дрейфу облака электронов и так же через его посредство часть маленькой кинетической энергии электронов передаётся ионам. За счёт последнего происходит разогрев металлического проводника током. Налицо РЕАЛЬНОЕ сопротивление дрейфу электронов в металле, а не мифические «рассеяния». «ВЯЗКОСТЬ», некоторое «внутреннее трение» взаимодействующих спиновых магнитных полей электронов и ионов создаёт это ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ сопротивление. Которое по справедливости следует назвать МАГНИТО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ!.
Примером, демонстрирующим правильность гипотезы, является и вышеприведённая таблица. Провод НИХРОМ, сделанный частично из ферромагнитного материала, в точке Кюри (температура, при которой магнитные свойства ферромагнетика исчезают) испытывает СНИЖЕНИЕ сопротивления при росте температуры!!! Почему? Потеря ферромагнитных свойств вещества приводит к некоторому уменьшению МАГНИТНОГО взаимодействия между свободными электронами дрейфа и домЕнными электронами, что и влияет на общее сопротивление.
Такое объяснение представляется мне и разумным, и логично последовательным и достаточно опирающимся на опытные данные.
18 II 2020