Попытка объединения фарадеевой и лоренцевой индукций
Проанализирована возможность сведения фарадеевой и лоренцевой индукции к единому механизму. Показано, что движение проводника в магнитном поле и формальное "движение" линий индукции относительно неподвижного проводника не являются тождественными.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.11.2018 |
| Размер файла | 36,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Попытка объединения фарадеевой и лоренцевой индукций
Геннадий Ивченков
Проанализирована возможность сведения фарадеевой и лоренцевой индукции к единому физическому механизму. Показано, что движение проводника в магнитном поле и формальное “движение” линий индукции относительно неподвижного проводника не являются тождественными и фарадеева индукция не может быть сведена к лоренцевой.
Известно, что при изменении тока в проводнике радиус линий индукции меняется и в расположенном рядом проводнике (замкнутом контуре) наводится ЭДС за счет фарадеевой индукции, связанной с изменением магнитной индукции в плоскости замкнутого контура ().
Рис. 1
фарадей лоренц индукция
Также известно, что при движении проводника в магнитном поле со скоростью V он пересекает линии индукции и в нем наводится лоренцева ЭДС ( для однородного поля [1]).
В первом случае (фарадеева индукция), линии индукции как бы движутся относительно второго (неподвижного) проводника со скоростью V при изменении тока в проводнике 1.
Таким образом, можно было бы предположить, что движение линий индукции эквивалентно перемещению проводника относительно этих линий с такой же скоростью V. При этом, скорость этого движения зависит от скорости изменения тока в проводнике . Это предположение, если бы оно подтвердилось, явилось бы доказательством того, что обе эти ЭДС возникают за счет единого физического механизма - лоренцевой индукции, основанной на разделении движущихся в магнитном поле зарядов.
Нужно отметить, что в свое время, когда истинный механизм лоренцевой индукции был еще не известен, но этот эффект был уже известен, ее пытались заменить фарадеевой индукцией. Эта “замена” фигурирует во всех учебниках и даже проникла в справочники [1]. В ней предполагается, что за движущимся проводником тянется некий контур, увеличивающий свою площадь по мере движения. Несмотра на очевидную вздорность такого “объяснения” ( не имеет никакого отношения к электромагнетизму, а, фактически, является линейной скоростью движения отрезка ), формула, полученная таким путем, совпадает с истинной:
.
Это очень помогло уравнениям Максвелла, где вся индукция была сведена к фарадеевой.
Теперь попробуем свести фарадееву индукцию к лоренцевой. Следовательно, предположим, что при изменении тока в проводнике 1 (см. рис. 1), линия индукции с индукцией В пересекает расположенный рядом неподвижный проводник 2 со скоростью V (рис. 1). Считаем токонесущий проводник 1 бесконечно длинным, и что расположенный рядом с ним и параллельный ему элемент неподвижного проводника 2 имеет длину (рис. 1).
Так как и, соответственно, радиус изолинии равен , то скорость “раздувания” (радиального движения) окружности изолинии индукции с индукцией зависит от тока и будет равна . Так как ЭДС Лоренца в элементе движущегося проводника длиной равна , то ЭДС в этом элементе проводника 2 в момент пересечения его этой изолинией будет равна:
(1)
Согласно этой зависимости получается, что ЭДС не зависит от расстояния между проводниками, чего не должно быть. Кроме того, согласно данной формуле, ЭДС в прямоугольном замкнутом контуре не наводится, что, опять же, не соответствует действительности.
Теперь определим фарадееву индукцию в прямоугольном замкнутом контуре, параллельные проводники которого находятся на расстояниях и от токонесущего проводника
Так как [1], то интегрируя по получим:
.
.
И формула для ЭДС в одном проводнике выглядит как
(2).
Так как такой размерности, как логарифмический метр не существует (под логарифмом должна быть безразмерная величина), то формула (2) физического смысла не имеет, и закон Фарадея (как, впрочем, и формула с векторным потенциалом А: ) годится только для замкнутого контура, что хорошо известно.
Заключение
Так или иначе, но формулы для ЭДС в движущемся относительно поля проводнике (лоренцева индукция, формула (1)) и для ЭДС в проводнике контура в меняющемся поле (фарадеева индукция, формула (2)) не совпадают. Соответсвенно, тождество лоренцева и фарадеева механизмов наведения ЭДС не получается. Выходит, что эти два механизма разные.
Это, по видимому, является следствием того, что возрастание величины индукции не означает движения поля (и “тонкой составляющей эфира” [2]), а является только изменением профиля поля. И формальное движение линий индукции не является физическим движением поля.
Это вывод является принципиально важным, так как (в отличии от фарадеева) лоренцев механизм разделения движущихся зарядов ответственнен не только за наведение ЭДС, но и за возникновение лоренцевой силы (она же сила Ампера). Таким образом, фарадеев механизм создает только ЭДС, а лоренцев - и ЭДС и силу, которая используется во всех электромоторах и которая создает электродинамическое сопротивление в генераторах. Таким образом, возникает теоретическая возможность создать электрогенератор, в котором ЭДС создается только фарадеевой индукцией и в котором отсутствует электродинамическое сопротивление [3].
Список литературы
1. Б. Яворский, А Детлаф, “Справочник по физике”, Москва, Наука, 1964
2. Г. Ивченков, «Магнитное поле - статическое образование, не принадлежащее носителю поля, или парадокс униполярных машин», http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/11565.html
3. Геннадий Ивченков, “Специфика силового и индукционного взаимодействия постоянных магнитов с проводниками, токами и зарядами. Эквивалентные схемы постоянных магнитов. Униполярные и тангенциальные электромашины. Законы электромагнетизма. Физическая природа магнитного поля”, http://new-idea.kulichki.net/?mode=physics
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Эквивалентность движения проводника с током в магнитном поле. Закон Фарадея. Угловая скорость вращения магнитного поля в тороидальном магнитном зазоре. Фактор "вмороженности" магнитных силовых линий в соответствующие домены ферромагнетика ротора, статора.
доклад [15,5 K], добавлен 23.07.2015Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Изучение явления электромагнитной индукции. Способы получения индукционного тока в постоянном и переменном магнитном поле. Природа электродвижущей силы электромагнитной индукции. Закон Фарадея.
презентация [339,8 K], добавлен 24.09.2013Циркуляция вектора магнитной индукции. Магнитное поле соленоида и тороида. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Эффект Холла. Использование свойства скалярного произведения векторов. Теорема Гаусса. Определение работы силы Ампера.
презентация [2,4 M], добавлен 14.03.2016Расчет объемной плотности энергии электрического поля. Определение электродвижущей силы аккумуляторной батареи. Расчет напряженности и индукции магнитного поля в центре витка при заданном расположении проводника. Угловая скорость вращения проводника.
контрольная работа [250,1 K], добавлен 28.01.2014Понятие и основные свойства магнитного поля, изучение замкнутого контура с током в магнитном поле. Параметры и определение направления вектора и линий магнитной индукции. Биография и научная деятельность Андре Мари Ампера, открытие им силы Ампера.
контрольная работа [31,4 K], добавлен 05.01.2010Уравнение Кеплера и движение вдоль орбиты. Задача двух тел: движение одного тела относительно другого и относительно центра масс. Формулировка ограниченной задачи трех тел. Движение в поле тяготения Земли. Условия появления искусственных спутников Земли.
презентация [447,3 K], добавлен 28.09.2013Электромагнитная индукция. Закон Ленца, электродвижущая сила. Методы измерения магнитной индукции и магнитного напряжения. Вихревые токи (токи Фуко). Вращение рамки в магнитном поле. Самоиндукция, ток при замыкании и размыкании цепи. Взаимная индукция.
курсовая работа [729,0 K], добавлен 25.11.2013Однородное магнитное поле. Силовые линии поля. Время полного цикла изменения магнитной индукции. Зависимость магнитной индукции от времени. Определение площади поперечного сечения катушки. Построение графика изменения электродвижущей силы от времени.
задача [58,7 K], добавлен 06.06.2015Электрический ток как направленное движение электронов. Сущность понятия "сила тока". Метод измерения сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра. Содержание первого закона Кирхгофа. Общий вид мостика Уитстона. Электронная теория.
лабораторная работа [60,8 K], добавлен 25.06.2015Движение электронов в вакууме в электрическом и магнитном полях, между плоскопараллельными электродами в однородном электрическом поле. Особенности движения в ускоряющем, тормозящем полях. Применение метода тормозящего поля для анализа энергии электронов.
курсовая работа [922,1 K], добавлен 28.12.2014Измерение сопротивления проводника при помощи мостика Уитстона. Расширение пределов измерения амперметра и вольтметра. Снятие температурной характеристики терморезистора. Расчет индукции магнитного поля постоянного магнита. Принцип работы трансформатора.
методичка [7,4 M], добавлен 04.01.2012Ознакомление с основами движения электрона в однородном электрическом поле, ускоряющем, тормозящем, однородном поперечном, а также в магнитном поле. Анализ энергии электронов методом тормозящего поля. Рассмотрение основных опытов Дж. Франка и Г. Герца.
лекция [894,8 K], добавлен 19.10.2014Исследование особенностей движения заряженной частицы в однородном магнитном поле. Установление функциональной зависимости радиуса траектории от свойств частицы и поля. Определение угловой скорости движения заряженной частицы по круговой траектории.
лабораторная работа [1,5 M], добавлен 26.10.2014Движение материальной точки в поле тяжести земли. Угловое ускорение. Скорость движения тел. Закон Кулона. Полная энергия тела. Сила, действующая на заряд. Поверхностная плотность заряда. Электростатическое поле. Приращение потенциальной энергии заряда.
контрольная работа [378,0 K], добавлен 10.03.2009История открытия явления электромагнитной индукции. Исследование зависимости магнитного потока от магнитной индукции. Практическое применение явления электромагнитной индукции: радиовещание, магнитотерапия, синхрофазотроны, электрические генераторы.
реферат [699,1 K], добавлен 15.11.2009Процессы высокотемпературного окисления металлов. Высокотемпературное окисление вольфрама. Изучение нестационарного тепломассообмена и кинетики окисления вольфрамового проводника. Устойчивые и критические режимы окисления вольфрамового проводника.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 28.03.2008Общие понятия, история открытия электромагнитной индукции. Коэффициент пропорциональности в законе электромагнитной индукции. Изменение магнитного потока на примере прибора Ленца. Индуктивность соленоида, расчет плотности энергии магнитного поля.
лекция [322,3 K], добавлен 10.10.2011Характеристика вихрового электрического поля. Аналитическое объяснение опытных фактов. Законы электромагнитной индукции и Ома. Явления вращения плоскости поляризации света в магнитном поле. Способы получения индукционного тока. Применение правила Ленца.
презентация [3,4 M], добавлен 19.05.2014Сила взаимодействия магнитного поля и проводника с током, сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Взаимодействие параллельных проводников с током, нахождение результирующей силы по принципу суперпозиции. Применение закона полного тока.
презентация [120,6 K], добавлен 03.04.2010Электромагнитная индукция - явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. История открытия Майклом Фарадеем данного явления. Индукционный генератор переменного тока. Формула для определения электродвижущей силы индукции.
реферат [634,5 K], добавлен 13.12.2011
