Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Униполярная электромагнитная индукция
Униполярная электромагнитная индукция

Анимация

Описание

Явление униполярной индукции является частным случаем электромагнитной индукции и возникает при вращении проводящих тел, обладающих собственной намагниченностью либо помещенных во внешнее магнитное поле. Традиционная схема опыта иллюстрирующего униполярную индукцию приведена на рис. 1.

 

 Геометрия наблюдения униполярной индукции

 

 

Рис. 1

 

О и С - соответственно фиксированный и подвижный контакты.

 

К вращающемуся с постоянной угловой скоростью w однородно намагниченному проводящему цилиндру при помощи двух скользящих контактов (0 - на оси и с - на образующей цилиндра) и неподвижных проводов подсоединен вольтметр (V), измеряющий наводимую в замкнутой цепи ЭДС. Если вольтметр  идеальный, т.е. имеет бесконечно большое внутреннее сопротивление, ток в цепи отсутствует и сила Лоренца, действующая на подвижные носители заряда в цилиндре, равна нулю:

 

,

 

где r - расстояние от оси вращения до точки наблюдения (вектор r направлен от оси);

 - скорость точки наблюдения;

B - вектор магнитной индукции, который в нерелятивистском приближении () для постоянной намагниченности M можно считать постоянным (B = 4pM при R- радиус цилиндра);

E - напряженность электрического поля, индуцирующегося во вращающемся магнетике.

 

Из приведенного уравнения следует, например, что:

 

 .

 

Вольтметр регистрирует разность потенциалов между поверхностью и осью цилиндра: 

 

,

 

 совпадающую в этом бестоковом режиме с ЭДС униполярной индукции. При подключении конечного сопротивления (нагрузки) под действием этой ЭДС возникает ток индукции, величина которого зависит от его объемной плотности  по телу цилиндра и от качества скользящих контактов.

К эффектам униполярной индукции относят также возникновение радиальной электрической поляризации Ре внутри вращающегося магнетика, характеризуемого аксиальной намагниченностью М. При этом суммарный электрический заряд остается равным нулю, но его плотность перераспределяется: внутри цилиндра индуцируется заряд с объемной плотностью:

 

,

 

а на боковой поверхности появляется индуцированный поверхностный заряд с плотностью:

 

.

 

Разделение зарядов в движущемся магнетике можно трактовать как релятивистское преобразование электрического и магнитного дипольных моментов.

Впервые явления, связанные с униполярной индукцией наблюдал Д.Араго в 1824 г. При вращении медной пластинки под катушкой компаса его стрелка приводилась во вращение.

Термин "униполярная индукция" не является удачным, т.к. униполярные машины как минимум биполярны; однако он достаточно распространен. Довольно часто униполярной индукцией называют любые проявления электромагнитной индукции в произвольно движущихся намагниченных телах (твердых,  жидких, газообразных). В таком расширенном понимании униполярная индукция лежит в основе механизма возникновения ЭДС в магнитогидродинамических генераторах, позволяет объяснить формирование магнитных полей и динамику магнитосфер звезд, в частности, пульсаров.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -1 до 2);

Время существования (log tc от -1 до 15);

Время деградации (log td от -1 до 2);

Время оптимального проявления (log tk от 0 до 4).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Схема технической реализации представлена на рис. 2.

 

Вращение намагниченного ферромагнетика (диска, цилиндра)

 

 

Рис. 2

 

Обозначения:

1 - диск, цилиндр;

2 - ось вращения;

3 - электроды;

w - угловая скорость вращения диска, цилиндра;

V - вольтметр.

 

 Намагниченный диск вращается. Чем больше частота вращения, тем большее напряжение показывает вольтметр.

Применение эффекта

Униполярная индукция, являясь частным случаем электромагнитной индукции, проявляется в любых произвольно движущихся намагниченных телах (твердых, жидких, газообразных); это обеспечивает ее широкое использование в электро-технических системах, например, МГД - генераторах, счетчиках электроэнергии и т.п.

Литература

 1. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.

 2. Новый политехнический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.

Ключевые слова

  • намагниченность
  • вращение
  • индукция электромагнитная
  • сила Лоренца
  • ЭДС

Разделы естественных наук:

Магнитная поляризация вещества
Магнитное поле
Переменные электрические поле и ток
Электрический ток в твердых телах

Формализованное описание Показать

     
Пройди тест на профориентацию - работа в такси .
taxi068.ru