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Beobachtungen:

Stromleiter rotierend


Protokoll der Experimente


0. Zusammenfassung

1. Stromleiter

1.1 Stromleiter in Ruhe
1.2 Stromleiter rotiert

2. Monozelle rotiert


3. Stabmagnet

3.1 Stabmagnet rotiert, Achse vertikal
3.2 Stabmagnet rotiert, Achse horizontal
3.3 Deutung der Ergebnisse

4. rotierende Hohlkörper
4.1 rotierendes Kupferrohr
4.2 rotierende Metall-Kugel 40 mm


5. Anregung und Rotation

5.1 Materialien und Geräte
5.2 Beobachtungen und Größen der Strukturen
5.3 Sättigung beim Anwachsen der Strukturen, Strukturwechsel
   5.3.1 Silbermünze und Anregung
   5.3.2 Kugelkerze und Anregung
   5.3.3 Kugelkerze und Anregung, Wechsel der Moden der Struktur

6. rotierende Spule



0. Zusammenfassung




0.1 zwei Zustände




+
-
+
+
-
-
-
+



Abb. 00-01-01: Zwei Eingangsgrößen (gelb und grün) mit jeweils zwei Zuständen (z.B. Vorzeichen) wirken auf eine Ausgangsgröße mit zwei Zuständen (rot und blau). Beim Wechsel des Zustandes genau einer Eingangsgröße ändert sich der Zustand der Ausgangsgröße.
Wie bei der Multiplikation von zwei vorzeichenbehafteten Zahlen ergeben sich vier Kombinationen:
    plus * plus  = plus , minus * minus = plus, minus * plus = minus, plus * minus = minus.

Ähnliches Verhalten gilt beispielsweise auch für physikalische Abhängigkeiten, dessen Verhalten sich mit der rechten Handregel beschreiben lassen.

z.B. bei den drei Vektoren der Gleichung für die Lorentzkraft
Kraft = Geschwindigkeit x Magnetfeld,   F =  v x B



CW
CCW
(+) oben
wachsen
schrumpfen
(-) oben
schrumpfen
wachsen

Abb. 00-01-02: Bei den hier vorliegenden Experimenten lassen sich diese Abhängigkeiten beobachten:
Drehrichtung mit oder gegen den Uhrzeigersinn (CW und CCW) und Polarität eines Objektes wirken
auf die Größe von spürbaren Strukturen (z.B. Doppeltorus) (FB)
materie-002-068.jpg
Abb. 00-01-03: Modell mit einem Ventilatorrad in einem Medium. Die Flügel sollen elastisch sein.
Je nach Drehrichtung der Welle (CCW) / (CW) und Blickrichtung (+) / (-) wachsen oder schrumpfen sie.
Mit zunehmender Drehzahl verstärkt sich die Größenänderung bis zum Erreichen der Maximalwerte. (FB)



0.2 Einfluß der Drehrichtung
Ein Körper: Batterie, Magnet, Stromleiter (Draht, Spule), Hohlkörper, Vollkörper usw.
befindet sich auf einem rotierenden Halter. Drehrichtung und Drehzahl sind einstellbar.
Die Ausrichtung des Körpers (Polarität, Stromrichtung, Ziehrichtung usw.) läßt sich bezüglich der Drehachse umklappen.

Gefundene Strukturen:
Doppeltorus und Doppelorbital, jeweils ober- und unterhalb der Ebene durch den Äquator der Drehung

Bei Rotation ändert sich die Größe der Doppeltori. Die Änderung beim oberen Doppeltorus verhält sich umgekehrt zu der beim unteren. Wenn der eine wächst, schrumpft der andere.

dscn0839-a_g.jpg
Abb. 00-02-01: (Abb. 03-02-03:) Kapitel-03-02
Ein Holzstab hängt an den beiden Böcken und wird von einem Motor angetrieben.
Am rechten Ende (Bildmitte) ist darauf ein kleiner Stabmagnet befestigt.
Beobachtete Strukturen:
Auf dem Boden sind die Maße eines 2D-Schnittes durch die 3D-Strukturen ausgelegt. In der oberen Bildhälfte markieren blaue bzw. rote Schnüre die Grenzen bei unterschiedlichen Drehrichtungen.
Die Struktur besteht aus mehreren Elementen wie Torus und Orbital. (FB)
dscn0776_g.jpg
Abb. 00-02-02:  (Abb. 02-03:) Kapitel-02
Experiment mit einer langsam rotierenden Batterie (Typ-AA), oben auf der Motorachse.
Zu beobachten sind zweischalige 3D-Strukturen.
Auf dem Bild sind bei unterschiedlichen Bedingungen die Maße eines horizontalen 2D-Schnittes durch die Struktur jeweils mit acht Hölzern ausgelegt.
Links:  Bedingung 1, große Struktur,
mitte:  Bedingung 2, mittlere Struktur,
rechts: Bedingung 3, kleine Struktur
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-monozelle-drei-001.jpg
Abb. 00-02-03: (ähnlich wie Abb. 02-04:) Kapitel-02
Die acht Maße zeigen jeweils die Größe (Radius) der Struktur bei unterschiedlichen Drehzahlen und bei beiden Drehrichtungen. Links sind die gemessenen Radien groß und rechts klein.
Im vorherigen Bild entsprechen die drei Zustände etwa den Drehzahlstufen -1, 0 und +1,
d.h. -0,3 Umdrehungen/Minute, 0 und +0,3 Umdrehungen/Minute (FB)
doppeltorus-doppelt-rotiert-02-schale-001_g.jpg
Abb. 00-02-04:  (Abb. 03-03-03:) Kapitel-03-03
Beobachtungen:
Die zweischaligen Strukturen bestehen aus den Elementen Orbital und Torus. Es gibt jeweils einen Satz in der oberen und einen in der unteren Hälfte. Die Drehachse verläuft in diesem Bild senkrecht, d.h. im Vergleich zur Erde wäre diese Elemente nördlich und südlich von der Ebene durch den Äquator.
Umgeben sind die Strukturen von einem Kugelorbital, das die Ausdehnung der Strukturen nach außen wie eine äußere Schale begrenzt.
Hier im Bild ist im Vergleich zum Zustand ohne Rotatin der obere Doppeltorus geschrumpft, der untere gewachsen.  (FB)
doppeltorus-doppelt-steht-03-003_g.jpg
Abb. 00-02-05: (Abb. 01-02-09:) 2D-Schnittebene senkrecht zur Drehachse.
Es werden acht geometrische Positionen beim Schnitt durch die 3D-Struktur gemessen (FB)
doppeltorus-doppelt-steht-03-b-004.jpg
Abb. 00-02-06: (Abb. 03-03-04:)
Je nach Drehrichtung und Polarität wachsen und schrumpfen die Strukturen unterschiedlich. (FB)




Weitere rotierende Objekte

stromleiter-rotierend-drehzahl-001.jpg
Abb. 00-02-06:  (Abb. 01-02-05:)  Kapitel-01-02
Rotierender Stromleiter, Gleichstrom, jeweils vier Maße der beiden äußeren Schalen. Die Säulen im Diagramm zeigen die Position und die Dicke der Schalen an.
Auch ohne Rotation gibt es diese Strukturen, deren Maße bei der einen Drehrichtung  (linke Seite des Diagramms) wachsen und bei der anderen schrumpfen. (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-magnet-004.jpg
Abb. 00-02-07: (Abb. 03-01-02: ) Kapitel-03-01
Um Längsachse rotierender Ferrit-Magnet
Die oberen Symbole geben den maximalen Durchmesser vom Doppeltorus an bei unterschiedlichen Drehzahlen und Drehrichtungen. Bei der einen Drehrichtung (linke Hälfte der Grafik) schrumpft die Struktur mit zunehmender Drehzahl, bei der anderen wächst sie. (FB)
geladene-kugel-rotiert-grafik-001_g.jpg
Abb. 00-02-08:  (aus mind & matter) kuehlwasser-sechszehn
Eine mit Hochspannung geladene Hohlkugel rotiert.
Mit zunehmender Ladespannung wachsen (rechts) bzw. schrumpfen (links) die Strukturen. Das Vorzeichen der Ladung entscheidet über Wachsen und Schrumpfen. Die 250 Meßwerte lassen sich mit einer Exponentialfunktion anpassen. (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-kugel-001.jpg
Abb. 00-02-09: (Abb. 04-02-04:)  Kapitel-04-02
Eine ungeladene Hohlkugel aus Metall rotiert.
Der Radius der Struktur wächst mit der Drehzahl. Es scheint eine maximale Größe zu geben. (Sättigung) (FB)
rotierender-magnet-003.jpg
Abb. 00-02-10: (aus mind & matter)  kuehlwasser-sechszehn
Ein Ringmagnet rotiert um seine magnetische Achse.
Der Radius der Struktur wächst mit zunehmender Drehzahl. Es scheint eine maximale Größe zu geben. (Sättigung) (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-kugelkerze-001.jpg
Abb. 00-02-11: (Abb. 05-03-04:)  Kapitel-05-03
Eine Kugel aus Kerzenwachs rotiert.
Der Radius der Struktur wächst mit zunehmender Drehzahl. Es scheint eine maximale Größe zu geben, die etwas kleiner als das Kugelorbital ist. (Sättigung) (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-kupferspule-001.jpg
Abb. 00-02-11: (Abb. 06-07:)  Kapitel-06
Eine Kupferspule mit Gleichstrom rotiert um ihre Längsachse. Polarität und Drehrichtung wurden gewechselt. Es zeigt sich ein spiegelbildliches Verhalten vom nördlichen (Symbol Raute) und südlichen  (Symbol Quadrat) Doppeltorus. Die Richtung des Stromes ist mit blau und rot gekennzeichnet.
Mal ist der eine größer und mal ist der andere größer als sein Gegenüber. (FB)



0.3 Wechsel der Strukturen bei unterschiedlicher Anregung


kegelbuendel-und-kissen-02-002_g.jpg
Abb. 00-03-01:   (Abb. 05-03-04)
Bei der rotierenden Wachskugel wurden vier Kissen in jedem Quadranten mit Malteserkreuzen an den Übergängen beobachtet. (FB)
doppeltorus-doppelt-rotiert-04-schale-001_g.jpg
Abb. 00-03-02:  (Abb. 03-03-02:)
Bei der Monozelle, dem Stabmagneten usw. gibt es:
je zweifach: Doppeltorus und Doppelorbital (FB)
kegelbuendel-und-kissen-02-003_g.jpg
Abb. 00-03-03:   (Abb. 05-03-05)
Wenn man die Wachskugel mit EM-Wellen anregt, verschwinden die Kissen und es sind Kegelorbitale zu beobachten, oben und unten. (FB)



Protokolle der Experimente



1.1 Stromleiter in Ruhe

Der Messingstab 4 mm Durchmesser steht senkrecht auf dem Boden, wird von einem Holz am oberen Ende gehalten.

Es gibt vier Kissen und ein Malteserkreuz, das CCW rotiert


dscn0763-a_g.jpg
Abb. 01-01: Blick von oben, Strukturen, keine Rotation, kein Strom.  01.06.2014
bei 4 mm Messing: 0,7 m
bei 3 mm Messing: 0,6 m
bei 6 mm Kupfer 1,0    (FB)
dscn0763-b_g.jpg
Abb. 01-02: Stab rotiert noch nicht, aber es fließt Strom 0,58 µA.
Beobachtung: Malteserkreuz rotiert CCW, vier Kissen,
Radius der beiden äußeren 0.7 m - 1.05 m und 1.5 m - 1.9 m (FB)


1.2 Stromleiter rotiert

Ähnlich wie eine rotierende geladene Kugel verhält sich ein rotierender Stromleiter.
Die zweischalige Struktur um ihn herum wächst bzw. schrumpft mit zunehmender Drehzahl.
Die Art des Wechsels hängt von Drehrichtung und Polarität des Stromes ab.

Eingestellter Strom: 0.6 µA
Drehzahlen:  10/min, 3/min, 1/min und 0.3/min


dscn0675_g.jpg
Abb. 01-02-01: Oben ist der 4mm Messingstab in einem Bohrloch geführt, unten sitzt er auf der Motorwelle.
Der Strom wird oben (gleitend) über die Krokodilklemme zugeführt, unten über das Motorgehäuse entnommen. (FB)
dscn0674-a_g.jpg
Abb. 01-02-02: Spannung 0,5 Volt, Vorwiderstand 1 MOhm, Strom 0.58 µA.
Links oben die Schalter für den Motor: Ein/Aus  und Drehrichtung CW/CCW (FB)
dscn0676-a_g.jpg
Abb. 01-02-03: Es bilden sich beim Stromfluß und Rotieren zweischalige spürbare Strukturen heraus. (Markiert wurden die beiden äußeren Teile von einem Doppeltorus)
Bei der einen Drehrichtung (gelb) sind die Maße kleiner als bei der anderen (blau). (FB)
dscn0685_g.jpg
Abb. 01-02-04: Die grünen Maßstäbe markieren den Torus bei Stillstand des Motors. Bei laufendem Motor zeigen die blauen Maße für die eine und die gelben die für die andere Drehrichtung an.
Es sieht so aus, daß bei der einen Drehrichtung mit zunehmender Drehzahl die gelbe Struktur weiter zur Achse rückt (kleiner wird) und bei umgekehrter Drehrichtung die blaue Struktur weiter nach außen geht (größer wird). (FB)
stromleiter-rotierend-drehzahl-001.jpg
Abb. 01-02-05: Die Maße der zweischaligen Struktur (oben jeweils für den äußeren und unten für den inneren Querschnitt) bei unterschiedlichen Drehzahlen, Drehrichtungen und Polarität des Stromes. Wechsel der Drehrichtung oder Wechsel der Polarität wirken sich gleichartig auf Wachsen oder Schrumpfen der Strukturen aus.
Drehzahlstufe (CW) 4: 10 U/min, 3: 3 U/min,  2: 1 U/min, 1: 0.3 U/min,
bei CCW entsprechend  -4, -3, -2, -1 

Ergebnis: Bei Stillstand haben die Tori eine mittlere Größe.
Sie wachsen bei Drehrichtung CW und Polarität (+) oben  sowie bei CCW und (+) unten.
Sie schrumpfen bei CCW und (+) oben sowie bei CW und (+) unten.  (FB)
Drehzahl, Richtung PolaritätDrehzahlFortlaufende ZahlPosition/mPosition/mDifferenz
      
Versuch 1     
10U/min CCW + gelb-1010.420.750.33
10U/min CCW + gelb-1021.351.80.45
      
10U/min CW + blau1010.751.420.67
10U/min CW + blau1022.653.40.75
      
Versuch 2     
10U/min CCW - blau-1011.051.570.52
10U/min CCW -blau-1022.63.61
      
10U/min CW - gelb1010.450.750.3
10U/min CW - gelb1021.151.70.55
      
Versuch 3     
3U/min CW - blau311.071.450.38
3U/min CW -blau322.73.20.5
      
3U/min CCW - gelb-310.60.90.3
3U/min CCW - gelb-321.51.90.4
      
Versuch 4     
1U/min CW - blau111.051.380.33
1U/min CW - blau122.122.50.38
      
1U/min CCW - gelb-110.60.950.35
1U/min CCW - gelb-121.531.850.32
      
Versuch 5     
0,3 U/min CW - blau0.311.151.450.3
0.3 U/min CW -blau0.321.922.230.31
      
0.3U/min CCW - gelb0.310.881.150.27
0.3U/min CCW - gelb0.321.451.750.3
      
Versuch 6     
0 U /min - grün0111.250.25
0 U /min - grün021.551.90.35
0 U /min + grün0111.250.25
0 U /min + grün021.551.90.35
Tabelle 01-02-01:  2D-Schnitte der 3D-Struktur, Daten der Radien
grün, gelb und blau bezieht sich auf die Farbe der auf dem Boden ausgelegten Markierungen. Siehe Fotos vorher. (FB)
stromleiter-rotierend-ruhe-001_g.jpg
Abb. 01-02-06: schematisch, zweischalige Struktur
ohne Rotation, Ausdehnung der Strukturen bis zum gelben Kreis (FB)
stromleiter-rotierend-negativ-001_g.jpg
Abb. 01-02-07: schematisch, zweischalige Struktur,
Der gelbe Kreis markiert die Lage des äußeren Randes vom blauen Zylinders bei stillstehendem Leiter.
Bei dieser Drehrichtung und Polarität des Stromes (blau) ist die Struktur größer als bei Stillstand.
Wechselt man die Drehrichtung oder die Polarität, dann ist die Struktur kleiner als in Ruhe.
Wechselt man beides, dann erhält man den gleichen Zustand wie in der nächsten Abbildung. (FB)
stromleiter-rotierend-positiv-001_g.jpg
Abb. 01-02-08: Bei anderer Polarität ist zusätzlich auch noch die Drehrichtung umgekehrt worden. Dann ist die Struktur genauso wie im vorherigen Bild größer als bei Stillstand. (FB)



Einfluß von Drehrichtung und Polarität auf Wachsen und Schrumpfen, Versuch am 1.6.2014

doppeltorus-doppelt-steht-03-003_g.jpg
Abb. 01-02-09: 2D-Schnitt durch 3D-Struktur, aufgenommen wurden acht Maße bis zur Drehachse am rechten Rand. (FB)
stromleiter-rotierend-diag-01-06-2014-001.jpg
Abb. 01-02-10: Stromleiter mit Gleichstrom 0.65 µA rotiert mit 10 U/min. Einfluß von Drehrichtung und Polarität des Stromes.
Es ist eine 3D-Strukturen (Doppeltorus) zu beobachten.
Ausgemessen wurden 2D-Schnitte durch die 3D-Strukturen und zwar Innen- und Außenradius jeweils vom Innentorus und vom Außentorus, das ergibt acht Maße. Die Rechtecke markieren jeweils die Wandung vom einem Torus.

Ergebnis: Bei Stillstand haben die Tori eine mittlere Größe.
Sie wachsen bei Drehrichtung CW und Polarität (+) oben  sowie bei CCW und (-) oben.
Sie schrumpfen bei CCW und (+) oben sowie bei CW und (-) oben.


CW
CCW
(+) oben
wachsen
schrumpfen
(-) oben
schrumpfen
wachsen

Weitere Beobachtung: die Strukturen (rot und (+) oben) sind jeweils etwas kleiner als die anderen (blau und (-) oben). (FB)
Stromleiter rotiert, 01.06.2014, Strom 0,65 µA


      Torus innen Torus außen
Polung Oberseite Drehrichtung U/min Drehzahlstufe Radius/m Radius/m
(+) oben CW CW 10 4.1 0.80 1.20
  CW 10 4.1 1.75 2.20
  CW 10 4.1 2.95 3.40
  CW 10 4.1 4.15 4.75
(+) oben CCW CCW 10 -4.1 0.30 0.45
  CCW 10 -4.1 0.50 0.70
  CCW 10 -4.1 0.85 1.00
  CCW 10 -4.1 1.20 1.55
(-) oben CCW CCW 10 -3.9 1.20 1.65
  CCW 10 -3.9 2.45 2.75
  CCW 10 -3.9 3.65 4.00
  CCW 10 -3.9 4.75 5.20
(-) oben CW CW 10 3.9 0.40 0.60
  CW 10 3.9 0.85 1.00
  CW 10 3.9 1.35 1.60
  CW 10 3.9 2.00 2.25
Tabelle-01-02: Wachsen und Schrumpfen als Funktion von Drehrichtung und Polarität (FB)








2. Monozelle rotiert


dscn0774_g.jpg
Abb. 02-01: Eine AA-Monozelle steht auf der Achse des Getriebemotors (FB)
dscn0775_g.jpg
Abb. 02-02: Die Maße der 2D-Schnitte durch die 3D-Struktur bei unterschiedlichen Drehzahlen sind ausgelegt, jeweils acht Stück. (FB)
dscn0776_g.jpg
Abb. 02-03: 2D-Schnitte durch die 3D-Struktur bei unterschiedlichen Drehzahlen, jeweils acht Maße.
Links: große Struktur bei der einen Drehrichtung
Mitte: Struktur bei ausgeschaltetem Motor
rechts: Struktur bei umgekehrter Drehrichtung   (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-monozelle-001.jpg
Abb. 02-04: Veränderung der Maße der 3D-Struktur bei Monozellen,
Gemessen wurden die Radien beim 2D-Schnitt (bis zu acht Positionen, siehe Grafik Abb. 01-02-09 oben).
blau: AA-Zelle (-) Pol oben, die Radien wachsen mit zunehmender Drehzahl CCW.
rot: Lithium-Zelle in Ruhe,
grün: AA-Zelle (+) Pol oben  (nur die vier äußeren Werte)
Bei der Lithiumzelle sind die Strukturen sehr viel größer als bei der AA-Zelle, andere Bauart, größeres Volumen?
Drehzahlstufe (CW) 4: 10 U/min, 3: 3 U/min,  2: 1 U/min, 1: 0.3 U/min,
bei CCW entsprechend  -4, -3, -2, -1   (FB) 
AA 1,5Volt




Polung Oberseite Drehrichtung U/min Drehzahlstufe Radius/m Radius/m
(-) AA innen CCW 1 -2 1.7 1.98
 AA (-) oben CCW 1 -2 2.28 2.5
(-) CCW 1 -2 2.73 2.94
(-) CCW 1 -2 3.32 3.72
(-) CCW 3 -3 2.85 3.37
(-) CCW 3 -3 4.05 4.45
(-) CCW 3 -3 5.45 5.88
(-) CCW 3 -3 6.56 7.17
(-) CCW 10 -4 5.9 6.68
(-) CCW 10 -4 7.55 7.95
(-) CCW 10 -4 8.58 9.05
(-) CCW 10 -4 9.65 10.4
(-) CCW 0.3 -1 1.17 1.47
(-) CCW 0.3 -1 1.86 2.15
(-) CCW 0.3 -1 2.68 2.96
(-) CCW 0.3 -1 3.35 3.75
(-)   0 0 0.57 0.75
(-)   0 0 0.92 1.05
(-)   0 0 1.25 1.39
(-)   0 0 1.56 1.76
(-) CW -0.3 1 0.45 0.58
(-) CW -0.3 1 0.72 0.85
(-) CW -0.3 1 1.01 1.15
(-) CW -0.3 1 1.32 1.49
(-) CCW 0.3 -1   1.1
(+) AA innen CW -0.3 1 7.7 8.4
AA (+) oben CW -0.3 1 8.9 9.7
Lithium CR125A          
Lithium aussen          
(+) CCW 0.3 -1   11.5
           
(+)   0 0 4.9 5.4
    0 0 5.9 6.4
    0 0 6.9 7.5
    0 0 8 8.8
Tabelle-02-01: Daten der rotierenden Monozellen
Letzte Spalte: äußerer Rand, vorletzte Spalte: innerer Rand vom Torus.  (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-monozelle-zwei-001.jpg
Abb. 02-05: Jeweils acht Maße der Tori bei Monozellen AAA mit unterschiedlichen Ladezuständen bei den Drehzahlstufen -3, 0 und 3.  (siehe Grafik Abb. 01-02-09)
Die seitliche Spreizung der Meßreihen dient der besseren Lesbarkeit.
Parameter:
Unterschiedliche Ausrichtung mit (-) oder (+) Pol zur Motorwelle.
Die "leere" Batterie der Meßreihe 3 (lila-gelb) hat deutlich kleinere Strukturen.
Es gibt zwei Hersteller H-1 und H-2.
"H-2 schwach" : Spannung rund 1,3 Volt,  
"H-2 leer":         kurz vorher für längere Zeit kurzgeschlossen, zu Beginn der Messing etwa 0,5 Volt, danach innerhalb weniger Minuten ansteigend auf 1,1 Volt.
Ergebnis:
Die Daten streuen, auch bei gleichen Parametern, noch Forschungsbedarf.
Drehrichtung, Bauart (Hersteller) sowie Ladezustand sind wichtige Einflüsse
(FB)


3. Stabmagnet rotiert

3.1 Stabmagnet rotiert, Achse vertikal

dscn0780_g.jpg
Abb. 03-01-01: Ferritmagnet  Durchmesser 14 mm, Höhe 5 mm, montiert auf Getriebemotor.
Drehzahl umschaltbar  10; 3; 1; 0,3;   usw. bis 0,003 Umdrehungen pro Minute (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-magnet-004.jpg
Abb. 03-01-02: Durchmesser der torusförmigen Strukturen als Funktion der Drehzahl und Drehrichtung
bei unterschiedlicher Polarität des Magneten. (bis zu acht Positionen siehe Abb. 01-02-09)
Der Durchmesser nimmt wächst oder schrumpft mit Zu- bzw. Abnahme der Drehzahl.
Bei umgekehrter Polarität des Magneten ist der Wechsel genau umgekehrt.
Drehrichtung bzw. Polarität bestimmen die Richtung des Wechsels.

Die rote Datenpunkte sind gespiegelt, sie gehören eigentlich in den rechten Teil der Grafik.

Stufe 4: 10 U/min,  Stufe 3: 3 U/min, Stufe 2: 1 U/min, Stufe 1: 0.3 U/min
 (FB)
Polung Oberseite Drehrichtung U/min Drehzahlstufe Radius/m Radius/m
N-innen   0 0 0.75 1
N-oben   0 0 1.25 1.55
N   0 0 1.85 2.1
N   0 0 2.45 2.8
N CCW -0.3 -1 0.6 0.75
N CCW -0.3 -1 0.9 1.05
N CCW -0.3 -1 1.25 1.4
N CCW -0.3 -1 1.55 1.75
N CCW -1 -2 0.4  
N CCW -3 -3   1
N CCW -10 -4   0.8
S- innen CCW 10 4 5.5 6.15
S-oben CCW 10 4 7.5 8.1
S CCW 10 4 9.25 9.85
S CCW 10 4 11.1 11.9
S CCW 3 3 3.6 4.5
S CCW 3 3 5.7 6.3
S CCW 3 3 7.35 8
S CCW 3 3 8.9 9.5
S CCW 1 2 0.9 1.45
S CCW 1 2 2.15 2.75
S CCW 1 2 3.45 3.9
S CCW 1 2 4.85 5.5
S CCW 0.3 1 0.45 0.85
S CCW 0.3 1 1.25 1.6
S CCW 0.3 1 2.3 2.7
S CCW 0.3 1 3.2 3.6
S   0 0 0.6 0.75
S   0 0 0.9 1.05
S   0 0 1.25 1.4
S   0 0 1.55 1.75
S CW -0.3 -1 0.4  
S CW -0.3 -1
1.4
Tabelle 03-01-01: Daten der Strukturen des rotierenden Magneten
letzte Spalte: äußerer Rand, vorletzte Spalte: innerer Rand vom Torus. (FB)



3.2 Stabmagnet rotiert, Achse horizontal

dscn0805-a_g.jpg
Abb. 03-02-01: Ferritmagnet, Durchmesser 14 mm, Höhe 5 mm, montiert auf Getriebemotor.
Drehzahl n= 1 U/min     1/60 Hz
Die grüne Seite (Süd) des Magneten zeigt in Richtung Kamera (nach Norden).
Definitionen
Magnetfeld: Der Nordpol der Kompaßnadel wird vom Südpol des Magneten angezogen.
Drehrichtung: CCW = bei dieser Ansicht rotiert der Magnet gegen den Uhrzeigersinn. (FB)
dscn0803-a_g.jpg
Abb. 03-02-02: Links auf dem Bock hängt der Getriebemotor, rechts am Ende der Holzstange ist der Magnet mit Doppelklebeband aufgeklebt. (FB)
dscn0839-a_g.jpg
Abb. 03-02-03: Es wurden 3D-Strukturen bei Rotation des Magneten beobachtet.
Ausgelegt sind 2D-Schnitte durch die Strukturen in der Horizontalen.
Im Vordergrund: rot und gelb, 2D-Querschnitte durch jeweils ein Doppelorbital -äußerer Rand davon
im Hintergrund: blau und hellrot, 2D-Schnitt durch einen Doppeltorus auf jeder Seite der Symmetrieachse - markiert ist jeweils der äußere Rand.
Für die Drehrichtung CCW gelten die dicken blauen und für CW die hellroten dünnen Schnüre. (FB)
dscn0840-a_g.jpg
Abb. 03-02-04: im Vordergrund das rechte Doppelorbital mit unterschiedlichen Qualitäten: außen rot, innen gelb.
Bemaßung: Der weiße senkrechte 2m-Maßstab kreuzt den anderen bei +2 m, die anderen kurzen Elemente liegen bei 2,8 m und 3,3 m. Das rote Orbital ist ungefähr 2 m breit. (FB)
dscn0841-a_g.jpg
Abb. 03-02-05: im Vordergrund das linke Doppelorbital mit unterschiedlichen Qualitäten: außen gelb, innen rot.
Bemaßung: Der gelbe senkrechte Maßstab kreuzt die Maßstrecke bei -2,4 m, die anderen kurzen Elemente bei 2.85 und 3.55 m.  (FB)
dscn0839-a-b_g.jpg
Abb. 03-02-06: Entzerrtes Foto (Abb. 03-02-03):
links sind die 2D-Schnitte durch die beiden Doppeltoris (blau für CCW, hellrot für CW),
rechts die Schnitte durch die beiden Doppelorbitale, das obere in der Qualität  rot-gelb, das untere in der umgekehrten Reihenfolge gelb-rot.
Durch die Entzerrung des Fotos ist die Holzstange mit dem Magneten an der Spitze nach links verschoben.  (FB)
doppeltorus-doppelt-rotiert-foto-03-mit-massen-002_g.jpg
Abb. 03-02-07: Foto mit Maßen in Meter. Die äußere Umrandung zeigt das Kugelorbital. (FB)
doppeltorus-doppelt-rotiert-foto-03-002_g.jpg
Abb. 03-02-08: Zustand bei der Drehrichtung CCW und Magnetpol Süd. Der untere Doppeltorus ist groß, der obere klein.
Bei der Drehrichtung CW und Magnetpol Nord ensteht ein ähnliches Bild. (FB)
doppeltorus-doppelt-rotiert-foto-03-003_g.jpg
Abb. 03-02-09: Zustand bei der Drehrichtung CW und Magnetpol Süd. Der obere Doppeltorus ist groß, der untere ist klein.
Bei der Drehrichtung CCW und Magnetpol Nord ensteht ein ähnliches Bild. (FB)
doppeltorus-doppelt-rotiert-foto-04-001_g_g.jpg
Abb. 03-02-10: Abhängigkeit der Strukturen von Drehrichtung und Drehzahl (schematisch).
Die grauen Kreisflächen symbolisieren 2D-Querschnitte durch das Kugelorbital des Magneten.
Der Südpol des Magneten zeigt in dieser Darstellung nach oben
Links, blau:     Bei der Drehrichtung CW wächst der obere Doppeltorus mit zunehmender Drehzahl,
                    der untere schrumpft.
Mitte:            Bei Stillstand sind oberer und unterer Doppeltorus gleich groß.
Rechts, grün:  bei der Drehrichtung CCW wächst der untere Doppeltorus mit zunehmender Drehzahl,
                    der obere schrumpft.

Die Strukturen wachsen bei zunehmender Drehzahl maximal bis an den Rand der Kugelorbitale.
Jede weitere Erhöhung der Drehzahl führt danach nicht mehr zur Ausdehnung der Tori. Ihre Größe scheint durch das Kugelorbital begrenzt zu sein.

Die Größe der Doppelorbitale hängt nicht von der Drehzahl ab.

Möglicherweise (anders als in der Skizze) tauschen das innere und äußere der Doppelorbitale beim Wechsel der Drehrichtung ihre Qualitäten. (FB)



Eigenschaft der Doppeltori

dscn0870-a_g.jpg
Abb. 03-02-13: Die Ränder der beiden Doppeltori (links der südliche und rechts der nördliche) sind mit farbigen Schnüren markiert.
Die Pfeile markieren die "Laufrichtung" ausgewählter Abschnitte der Tori. Diese Richtung bilt nicht für den ganzen Umlauf, sondern wechselt etwa jeden Meter ihr Vorzeichen.  (FB)
doppelspirale-duenn-02-001_g.jpg
Abb. 03-02-14: Möglicherweise verhält sich die Außenhaut des Torus wie diese Doppelwendel.
Angenommen,  blau und grün haben unterschiedliche Laufrichtungen, dann ist einmal die eine Richtung oben und danach wieder die andere (FB)




Ausbreitung der Struktur bei Veränderung der Drehzahl

rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-magnet-2-001.jpg
Abb. 03-02-15: Ausdehnung der 3D-Struktur. Mit zunehmender Drehzahl wächst der eine Doppeltorus, während der andere schrumpft. Das Doppelorbital entlang der Achse bleibt unverändert. (FB)



Radius /m

Drehrichtung U/min Drehzahlstufe Torus Süd Torus Nord Orbital Nord
CCW 3 -3 3.15 7.90  
CCW 1 -2 4.10 4.50  
CW 0 0 3.60 3.30 5.70
CW 1 2 4.60 4.10 5.70
CW 3 3 7.15 2.40 5.70

Tabelle-03-02-01: Maße der Doppeltori und des Doppelorbitals.




3.3 Deutung der Ergebnisse

orbital-001_g.jpg
Abb. 03-03-01: http://www.physik.uni-kassel.de/de/1048.html
doppeltorus-doppelt-steht-03-schale-001_g.jpg
Abb. 03-03-02: symmetrische Anordnung:
zwei Doppelorbitale  (rot / gelb)  und zwei Doppeltori (grün / blau)
Diese Struktur ist vorhanden, wenn der Magnet nicht rotiert.
Die äußere Schale entspricht dem Kugelorbital.  (FB)
doppeltorus-doppelt-rotiert-02-schale-001_g.jpg
Abb. 03-03-03: unsymmetrische Anordnung:
zwei Doppelorbitale  (rot / gelb)  und zwei Doppeltori (grün / blau)
Der Magnet rotiert CCW (von oben gesehen), Südpol oben.
Der obere Doppeltorus ist kleiner und der untere größer geworden. (FB)
doppeltorus-doppelt-steht-03-b-004.jpg
Abb. 03-03-04: Verhalten der beiden Doppeltori bei unterschiedlichen Vorzeichen von Drehrichtung und Ausrichtung des drehenden Körpers. (FB)


4. rotierende Hohlkörper

4.1 rotierendes Kupferrohr und andere Körper


11.6.2014

dscn0789-a_g.jpg
Abb. 04-01-01: 11.6.2014, 18 mm Kupferrohr 54 g Länge 125 mm (FB)
dscn0790-a_g.jpg
Abb. 04-01-02: 18 mm Kupferrohr 32 g und 29 g,  das hintere ist ausgeglüht. (FB)
dscn0794_g.jpg
Abb. 04-01-03: 11.6.2014, rote Kerze, 18 g (FB)
dscn0791-a_g.jpg
Abb. 04-01-04: 11.6.2014, Malkreide 35 g, (FB)
dscn0845-a_g.jpg
Abb. 04-01-05: 13.6.2014, ausgeglühtes Kupferrohr 29 g (FB)
dscn0849_g.jpg
Abb. 04-01-06: 13.6.2014: Doppeltorus, Maße siehe am Ende von Tabelle 04-01-01.
Die eingezeichneten Drehrichtungen dürften nur für jeweils einen Abschnitt des Torus gelten. (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-kupferrohr-001.jpg
Abb. 04-01-07: Daten vom 11.6.2014 und 13.6.2014
Die Verbindungslinien zeigen das Verhalten der Strukturen beim langen (bei der Herstellung kalt verformten) Kupferrohr aus Abb. 04-01-01. (acht Positionen siehe Grafik Abb. 01-02-09)
Die Kreise deuten die Farbkodierung beim Durchschreiten des Doppeltorus an.
Stufe 4: 10 U/min,  Stufe 3: 3 U/min, Stufe 2: 1 U/min, Stufe 1: 0.3 U/min

Bei dieser Auftragung über den Drehzahlstufen mit etwa logarithmischer Teilung läßt sich die obere Kurve mit einer Parabel (schwarze Linie) anpassen. y = 0.4 x² + 0.3 x + 1.9


Zur besseren Lesbarkeit sind die anderen Objekte bei Drehzahlstufe 3 etwas seitlich versetzt eingetragen.
Die Werte des etwas leichteren und ausgeglühten Rohres mit 29 g (rot) sind zu vergleichen mit denen vom Rohr mit 32 g (grün). Es sieht so aus, daß die Daten (offene rote Symbole) vom gleichen Tag, d.h. kurz nach dem Ausglühen, sich stark unterscheiden, während die vom 13.6. (ausgefüllte rote Symbole) nur ein wenig kleiner sind. (andere Bedingungen: andere Orientierung, Montage nicht direkt am Motor sondern an der langen Holzstange, unterschiedliche Anregung? )

Bei den Maßen der anderen Objekte (Kerze 18 g, Kreide 35 g und Marmor 100 g) fällt die Kerze mit geringer Masse und vergleichsweise großen Werten heraus.  (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-kupferrohr-u-001.jpg
Abb. 04-01-08: Daten nur vom Kupferrohr, vom 11.6.2014, Darstellung Radius gegen Drehzahl. (FB)


Kupferrohr, 54g Stufe
Drehzahl
Radius/m
Radius / m
11.06.2014 Cu 54g 3 3 3.25 3.73

CW 3 3 4.18 4.52

CW 3 3 5.05 5.40

CW 3 3 5.85 6.30

CW Cu 54g 4 10 5.50 6.08

CW 4 10 6.65 7.08

CW 4 10 7.74 8.30

CW 4 10 9.00 9.53

CW Cu 54g 2 1 2.00 2.30

CW 2 1 2.59 2.85

CW 2 1 3.20 3.50

CW 2 1 3.84 4.18

CW Cu 54g 1 0.3 0.80 1.05

CW 1 0.3 1.28 1.50

CW 1 0.3 1.77 2.03

CW 1 0.3 2.26 2.55

,  Kupferrohr , 29g ausgeglüht

11.06.2014 Cu 29g geglüht 3 3 0.25 0.45

CW 3 3 0.60 0.85

CW 3 3 1.15 1.42

CW 3 3 1.75 2.08







Kreide, blau



11.06.2014 Kreide  3.2 3   1.80







rote Kerze



11.06.2014 Kerze 2.95 3 2.09 5.90







Marmor-Kiesel, 100g


11.06.2014 Marmor  3.15 3 1.50 4.80


13.06.2014 18 mm Kupferrohr 29g



Cu 29g 13.6.2014 geglüht 2.9 3 0.60 1.08

CW 2.9 3 1.40 1.70

CW 2.9 3 2.95 3.20

CW 2.9 3 3.60 4.25







Maße senkrecht dazu.



Cu 29g geglüht 3 3 -2.30 -1.90

CW 3 3 -1.20 -0.90

CW 3 3 0.85 1.13

CW 3 3 1.95 3.64

Tabelle 04-01-01:










4.2 Rotierende Metall-Kugel 40 mm

Beobachtung: Schon bei kleinster Rotation entsteht ein Torus!
Die Kugel ist ungeladen.

dscn0691_g.jpg
Abb. 04-02-01: Metallkugel, 40 mm Durchmesser. Der Kunststoffschlauch isoliert die Kugel gegen den Messingstab auf der Motorwelle. (FB)
dscn0693_g.jpg
Abb. 04-02-02: Metallkugel, Getriebemotor und ausgelegte Strukturen. (FB)
dscn0762-a_g.jpg
Abb. 04-02-03: Notiz der Beobachtungen im Laborbuch: Doppelorbitale und Doppeltorus jeweils zweifach mit paarweise unterschiedlichen Qualitäten.
Beobachtung: Beim Wechseln der Drehrichtung entsteht für kurze Zeit ein spürbares "Wuseln", die Strukturen bilden sich um. (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-kugel-001.jpg
Abb. 04-02-04: Die Größe der Strukturen hängt von der Drehzahl ab. Maße der 2D-Schnitte durch  einen Doppeltorus. (wie in Abb. 01.09) (acht Positionen, siehe Abb. 01-02-09)
Drehzahlstufe (CW) 4: 10 U/min, 3: 3 U/min,  2: 1 U/min, 1: 0.3 U/min
Die Maße der Tori sind auch bei umgekehrter Drehrichtung ähnlich.
Während der Beobachtung bestand eine verstärkte Anregung, die sich in der Verbreiterung der Strukturen um ein Abwasserrohr im Hausfundament (künstliche Wasserader) bemerkbar machte.  (FB)
Drehrichtung U/min Drehzahlstufe Radius/m Radius/m
CW 10 4 0.70 1.30
CW 10 4 1.95 2.65
CW 10 4 3.55 4.20
CW 10 4 5.15 6.15
CW 3 3 0.45 0.75
CW 3 3 1.30 1.65
CW 3 3 2.80 3.20
CW 3 3 4.25 4.75
CW 1 2 0.35 0.60
CW 1 2 1.00 1.40
CW 1 2 1.95 2.35
CW 1 2 3.20 3.55
Tabelle 04-02-01: Daten zur rotierenden Metallkugel.




5. Anregung und Rotation

5.1 Materialien und Geräte

dscn0852-a_g.jpg
Abb. 05-01-01: Aluminiumstab, 12 mm Durchmesser, 52 mm lang (FB)
dscn0865_g.jpg
Abb. 05-01-02: Aus dickem Blech gestanzte Kupferstücke, sehr stark verformt, 23 g (FB)
dscn0889_g.jpg
Abb. 05-01-03: Kupferblech, 5 mm dick, 27 g (FB)
dscn0857_g.jpg
Abb. 05-01-04: eine Fein-Unze Silber ca. 31 g, Wiener Philharmoniker (FB)
dscn0877_g.jpg
Abb. 05-01-05: Fresnel-Linse aus Overheadprojektor. Sie war in der Mitte mit Doppelklebeband auf dem rotierenden Holzstab befestigt. (FB)
dscn0892_g.jpg
Abb. 05-01-06: Kugelkerze, ist außen mit einer zusätzlichen Wachsschicht versehen, 133 g
Im Fuß der Kerze sind zur Befestigung eine 5 mm Bohrung und ein Holzdübel angebracht.  (FB)
dscn0897_g.jpg
Abb. 05-01-07: Kieselstein aus Marmor 27 g (FB)
dscn0872-a_g.jpg
Abb. 05-01-08: Anregung mit einer Feldspule, 1000 Hz (FB)
dscn0890-a_g.jpg
Abb. 05-01-09: Feldspule und Generator für die Anregung (FB)
dscn0895_g.jpg
Abb. 05-01-10: alternativ: Ansteuerung mit Frequenzgenerator, kleinste Ströme über Vorwiderstand einstellbar. Bei 0,3 mV und 300 kOhm Vorwiderstand fließen rechnerisch 0,1 µA.
(FB)
dscn0894_g.jpg
Abb. 05-01-11: Frequenzgenerator, Ausgang gedrosselt auf 0.35 mV, f= 150 Hz (FB)
dscn0899-a_g.jpg
Abb. 05-01-12: Spule zur Anregung mit nur einer einzigen Drahtschleife, etwa  0,4m x 0,8 m
Zur Berechnung des Magnetfeldes einer Rechteckspule  siehe  felder.htm

Dort gibt es ein Beispiel der Messdaten an einer Spule mit  1,3 m x 0,2 m, Strom I = 10,5 A, Anzahl der Windungen 10.
   Das Feld im Abstand von einem Meter wurde mit etwa 1 µT gemessen.
   Die Spulenfläche ist größenordnungsmäßig gleich  0.8 m x 0.4 m ~ 1.3 m x 0.2 m
   Der Faktor Strom x Windungszahl ist 10,5 x 10 ~ 100 A Windungen

Bei dieser Spule mit nur einer Windung und 0,1 µA ist das Feld
   um den Faktor  100 / (0.1 10^-6) = 10^9 kleiner. 

Also sind hier statt 1 µT nur  1 10^-6 T * 10^-9  = 10^-15 T bei der Kerze zu erwarten.  (FB)



5.2 Beobachtungen und Größen der Strukturen


rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-metalle-001.jpg
Abb. 05-02-01: Es ist jeweils nur der minimale und maximale Radius der Struktur (Doppeltorus) angegeben. (siehe Grafik Abb. 01-02-09) Mit und ohne Anregung durch Feldspule.
Bei Anregung mit Feldspule vergrößern sich die Radien. (FB)

  Drehrichtung U/min Drehzahlstufe Torus minimum Torus Maximum Orbital Maximum  
Silber-eine-Unze 30g              
Silber ohne Feldspule CW 10 4 0.55 5.10 1.00  
               
Kupfer-gestanzt 23g              
Kupfer ohne Feldspule CW 10 4        
               
50-Cent, Messing 7,8g              
50-Cent ohne Feldspule CW 10 4.1   2.10 0.40  
               
Alustab d=12mm, 52 mm CW 10 4 0.00 0.40 0.30 ??
               
Anregung mit Feldspule              
1000 Hz, Anzeige 2 Volt              
Kupfer mit Feldspule CW 10 4        
               
50-Cent mit Feldspule   0 0.1 0.5 1.8 0.35 ein Doppeltorus
50-Cent mit Feldspule CW 3 3.1 2.1 4.5 1.4 zwei Doppeltori
               
Silber-eine-Unze 30g              
Silber ohne Feldspule   0 0        
Silber mit Feldspule   0 0 1.8 4.6   ein Doppeltorus
Silber mit Feldspule CW 3 3 3.8 8.2   zwei Doppeltori, zu kompliziert
Silber mit Feldspule CW 10 3.9 2 6.3 1.8 Torus A
Silber mit Feldspule CW 10 3.9   5.1   Torus B
               
Plexi-Fresnel-Linse CW 3 2.9 1.8 3.3   ein Doppeltorus

Tabelle 05-02-01:




5.3 Sättigung beim Anwachsen der Strukturen, Strukturwechsel
5.3.1 Silbermünze und Anregung

rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-metalle-2-001.jpg
Abb. 05-03-02: Maximale Ausdehung des Doppeltorus bei der Silbermünze.
Bei der Anregung mit der Feldspule sind die Radien bei kleinen Drehzahlen größer als ohne.
Es gibt jedoch eine maximale Grenze für die Ausdehnung. Bei entsprechend hoher Drehzahl reichen die Tori bis knapp (~ ein Dezimeter) an das Kugelorbital heran.  Sättigung!
Stufe 4: 10 U/min,   Stufe 5: ~60 U/min,  Stufe 6: ~120 U / Min (Antrieb mit Akkuschrauber) (FB)
 
U/minDrehzahlstufeTorus SüdTorus Nord
10487.8
6059.4 
12069.4 

Kugelorbital in Ost-West-Richtung : 9.5 m,
Nord-Süd: 8.6
Tabelle 05-03-02: Daten vom 15.6.2014



5.3.2 Kugelkerze und Anregung

rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-kugelkerze-001.jpg
Abb. 05-03-04: Kugelkerze rotiert bei unterschiedlichen Drehzahlen ohne zusätzliche Anregung.
Es gibt vier Kissen jeweils oberhalb und unterhalb vom "Äquator" ähnlich wie in Abb. 06-06.
siehe Abb. 05-03-04
Die maximale Ausdehnung der südlichen und nördlichen Kissen unterscheidet sich ein wenig.
Die nördlichen Kissen sind etwas größer. Beim Wechsel der Drehrichtung von CCW nach CW sind die südlichen Kissen etwas größer. (Eigenschaften der Kerze mit Bohrung für die Halterung?)
Das Kugelorbital hat einen Radius von 5.5 m. An diesen Wert nähern sich die Kissen bei zunehmender Drehzahl an. Sättigung!
Für die bessere Lesbarkeit sind die rechten Werte auf der Drehzahlachse etwas verschoben. (FB)
Drehrichtung Drehzahlstufe Drehzahl /  1/min Radius Süd /m Radius Nord /m
CCW 1 0.3 1.20 1.00
CCW 2 1 2.80 2.35
CCW 3 3 4.25 3.75
CCW 4 10 5.25 4.70
CW 4 10 4.80 5.20

Tabelle-05-03-03: Daten vom 16.6.2014


5.3.3 Kugelkerze und Anregung, Wechsel der Moden der Struktur

Mit zusätzlicher Anregung durch EM-Wechselfelder lassen sich die Strukturen vergrößern.
Beim Überschreiten einer Schwelle verändert sich das Muster der Struktur.
Offensichtlich wechseln die Schwingungsmoden - 
Mode switching ?
Dieser Wechsel ist reversibel, bei Reduzierung der Anregung stellt sich die erste Struktur wieder ein.

Der Wechsel läßt sich auch mit einem DECT-Telefon erreichen, das man in einigen Metern Abstand von der Kerze hält. Wenn man  mit ihm eine Gesprächsverbindung zur Basis aufbaut, sind Kegelorbitale vorhanden, sonst Kissenstrukturen.

Kugelkerze mit 10 U/min, eine Drahtwicklung mit 0,8 m x 0,4 m, Abstand ca. 1m,  f= 150 Hz,
Die Kissenstrukturen reichen ungefähr bis zum Kugelorbital mit Radius 5,5 m.

Bei einer Anregung mit einem Wechselstrom von ungefähr I =  0,1 µA setzt der Wechsel ein.
Bei kleinerem Strom gibt es Kissen, bei größerem Kegelorbitale.

Marmor-Kieselstein , 27 g
Ähnliche Werte führen auch beim Marmor-Kieselstein zum Umschalten der Moden.

Beobachtung: mit zunehmendem Strom in Richtung Umschaltpunkt werden die Kissen kleiner.
Oberhalb des Umschaltpunktes reichen die Kegelorbitale bis an das Kugelorbital heran.
        Noch Forschungsbedarf!


16.6.2014
kegelbuendel-und-kissen-02-002_g.jpg

Abb. 05-03-04: Vier Kissen, Form und unterschiedliche Qualitäten schematisch.
Die Begrenzunglinie der Kissen vom Äquator aus nach oben wurde mit etwa 45 Grad beobachtet.
Vom Äquator bis zum Mittelpunkt gibt es einen schmalen Zwischenraum mit Malteserkreuzen.
Die Qualitäten der südlichen Kissen sind komplementär zu denen der nördlichen.
Vermutlich rotieren die Kissengruppen um die Drehachse des rotierenden Objektes, der Nord-Süd-Achse.  Nach der Vorlage in Abb. 06-06 gezeichnet.  (FB)
kegelbuendel-und-kissen-02-003_g.jpg
Abb. 05-03-05: Kegelbündel oben und unten, Qualitäten in der Südhälfte möglicherweise anders als in der Nordhälfte (FB)
kegelbuendel-und-kissen-02-001_g.jpg
Abb. 05-03-06: Schematisch, mögliche Überlagerung beider Moden. (FB)




6. rotierende Spule


dscn0888_g.jpg
Abb. 06-01: Spule aus Kupferlackdraht, 1 mm, ca. 40 Windungen, Innendurchmesser 38 mm.
Der obere (rote) Draht ist CCW gewickelt, wenn man auf das rechte Ende (die Spitze) der Spule schaut.   (FB)
dscn0876_g.jpg
Abb. 06-02: Spule rotiert mit dem Holzstab. Das Kabel wird dabei aufgewickelt und begrenzt die Anzahl der Umdrehungen auf natürliche Weise. Vom roten Draht aus fließt der Strom durch die Spule von vorne nach hinten in der Richtung CCW zum blauen Draht.  (FB)
dscn0886-a_g.jpg
Abb. 06-03: Die Spule ist so verschaltet, daß bei (+) am roten Anschluß und (-) am blauen Anschluß der Südpol der Kompaßnadel angezogen wird. (FB)
dscn0874_g.jpg
Abb. 06-04: Netzgerät, Gleichstrom, Spannungsteiler, Vorwiderstand und Amperemeter (FB)
dscn0914-a_g.jpg
Abb. 06-05: Schaltplan. (FB)
dscn0915-b_g.jpg
Abb. 06-06: Spule rotiert ohne Strom. Es haben sich jeweils vier Kissen strukturiert, die etwa mit 45 Grad zurück zur Achse geneigt sind. Links sind Drehachse und Spule angedeutet.
Oben (A): Süd, unten (B): Nord.   siehe Abb. 05-03-04 (FB)
rotierende-batterie-magnet-2014-06-10-diag-kupferspule-001.jpg
Abb. 06-07: Spule rotiert, es fließt ein Gleichstrom von 0.78 µA.
Dreh- und Spulenachse verlaufen in Nord-Süd-Richtung.
Aus den Kissen wird jeweils ein Doppeltorus.
Die beobachteten Strukturen sind ähnlich wie die in Kapitel 03-02.
Westlich von der Drehachse sind zwei Doppeltori, einen auf der Südseite, den anderen auf der Nordseite. Sie haben von der Achse aus gemessen paarweise unterschiedliche Ausdehnungen.
Je nach Drehrichtung und Polarität wachsen bzw. schrumpfen sie.

Polung/Drehrichtung
CW
CCW
(+) blau
Süd wächst,
Nord schrumpft
Nord wächst,
Süd schrumpft
(-) blau
Nord wächst,
Süd schrumpft
Süd wächst,
Nord schrumpft

In Achsenrichtung gibt es ein Keulenorbital mit 2,9 m Ausdehnung nach Norden.
Das Kugelorbital ändert sich nicht beim Wechsel von Drehrichtung oder Strom.
(FB)

mit Strom, Spule rotiert Drehrichtung U/min Drehzahlstufe Torus Süd
Radius /m
Torus Nord
Radius /m
  Keulenorbital
(-) rot, (+) blau, Süd CW 1 2.1 5.5 4.8    
(-) rot, (+) blau, Nord CCW 1 -2.1 4.6 5.5    
               
(-) blau, (+) rot, Süd CCW 1 -2 5.8 4.7    
(-) blau, (+) rot, Nord CW 1 2 4.6 5.6   2.9


Tabelle-06-01: Daten der Kupferspule (FB)









Literatur:  b-literatur.htm

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