к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Магнитоэлектрическая индукция

Магнитоэлектрическая индукция - (исторически неправильно называемая электромагнитной индукцией) возникновение вихревого электрического поля, электрического тока или электрической поляризации при изменении во времени магнитного поля или при движении материальных сред в магнитном поле.
e = w·dФ/dt [V/вит],
где e — вихревая э.д.с. [V/вит], возникающая от изменения магнитного потока Ф [V·s, Wb],
w — количество витков в используемой катушке индуктивности, с которой снимается напряжение э.д.с.

Обратный этому процессу процесс:

электромагнитная индукция - возникновение потока Ф [Вб] магнитного поля под действием движущихся зарядов, электрического тока, переменного и вихревого электрических полей, напряжения Uвх, приложенного к катушке индуктивности с wвх витками:
где B - магнитная индукция [Тл];
L - индуктивность катушки;
I - электрический ток, протекающий по катушке;

Различают два типа магнитоэлектрической индукции. Один из них - Фарадеев, - состоит в наведении вихревого электрического поля Е(r, t) переменным магнитным полем В(r, t):

Фарадеева
индукция

где S - поверхность, ограниченная фиксированным контуром l, Ф - магнитный поток через S (направления нормали к S и обхода по контуру l связаны правилом правого винта). Соотношения (1) являются строгими уравнениями классической электродинамики (см. Максвелла уравнения) и универсально применимы как к свободному пространству (эфиру, вакууму), так и к произвольным средам и системам (неподвижным и движущимся).

В простейших случаях замкнутых неподвижных квазистационарных электрических цепей, выполненных из достаточно тонких проводов, циркуляция электрического поля 5109-32.jpg в (1) может приближённо трактоваться как электродвижущая сила (э.д.с.) магнитоэлектрической индукции в "проводящем контуре" электродвижущая сила магнитоэлектрической индукции, если контурный интеграл в (1) слабо зависит от выбора пути интегрирования внутри проводника. Э.д.с. магнитоэлектрической индукции определяется через работу электрического поля над током в единицу времени (Р):

5109-34.jpg

Здесь j(r, t) - плотность тока в проводнике, I - электрический ток, который в квазистационарном приближении считается одинаковым для всех нормальных сечений Sn проводящего контура. В тех случаях, когда зависимостью Е и j от координат поперечного сечения проводника можно пренебречь, выражение (2) преобразуется к виду (1) подстановкой: j=lI/Sn; dV=Sndl; dl=ldl. Такая ситуация обычно имеет место при внешней магнитоэлектрической индукции, когда поток Ф можно считать сторонним, независимым от наводимых в контуре токов j, создаваемым, например, достаточно удалёнными источниками. Напротив, при самоиндукции, когда э.д.с. в цепи наводится магнитным полем, создаваемым переменным током в той же цепи, магнитное поле всегда существенно изменяется от точки к точке нормального сечения провода. В этом случае, а также для более точных расчётов э.д.с. внешней магнитоэлектрической индукции производят усреднение в (2) по линиям тока в проводе: 5109-35.jpg = -д<Фi>/дt, где Фi - магнитный поток через поверхность Si, ограниченную линией тока li, <...> - знак усреднения. Поток 5109-36.jpg = <Фi> называется сцепленным с контуром магнитным потоком.

Другой тип эффектов магнитоэлектрической индукции - Лоренцев, связан с движением материальных сред (проводников, изоляторов, твердых тел, жидкостей, газов, плазмы) в стационарном магнитном поле В (r). На заряженные частицы в движущихся телах действует магнитная Лоренца сила Fm = e[uB](u - скорость носителей заряда), приводящая к разделению зарядов противоположных знаков, к генерации электрических токов в проводниках, к поляризации диэлектриков. Индуцируемые электрические поля при этом потенциальны (rot E = - (дB/дt = 0). Усреднённые по физически малому объёму силы Fm имеют плотность fm = [] и совершают механическую работу с мощностью

5109-37.jpg

где u = <u> - средняя скорость носителей заряда. Э.д.с. магнитоэлектрической индукции 5109-38.jpg определяется из соотношения

5109-39.jpg

которое следует из равенства нулю суммарной работы сил Лоренца (Fm | u). Как видно из (4), при магнитоэлектрической индукции Лоренцевам типа происходит преобразование механической энергии в электромагнитную, если 5109-40.jpg.I > 0 (как это имеет место в динамо-машинах) или, наоборот, электромагнитной - в механическую, если 5109-41.jpg.I<0 (в электродвигателях).

Для электрических цепей, состоящих из тонких проводников, можно (так же, как это делалось выше) перейти от интегрирования по объёму в (3) к интегрированию вдоль некоторого контура внутри провода:

5109-42.jpg

В твердых телах с электронной или дырочной проводимостью поперечная (к dl и В) составляющая скорости и определяется локальным значением скорости контура uk(r, t) (и|=uk |), что позволяет объединить э.д.с. 5109-43.jpgи 5109-44.jpg:

закон Фарадея

Это соотношение носит название закона Фарадея. В отличие от (1) выражение (6) справедливо только в квазистационарном приближении. Полная производная по времени от магнитного потока Ф учитывает его изменения, связанные как с изменением поля во времени, так и с движением (деформацией) проводящего контура.

Для проводников с произвольным механизмом проводимости (электролитов, плазмы, твердых тел со смешанной электронно-дырочной проводимостью) закон Фарадея в общем случае неприменим, т. к. движение проводника не определяет однозначно поперечную скорость носителей заряда u. В таких средах противоположные заряды могут рождаться парами (ионизация, диссоциация, квантовые переходы из заполненной зоны в свободную) и аннигилировать (рекомбинация, обратные квантовые переходы). Могут возникать также вихревые конвективные движения пар заряженных частиц. Всё это может приводить к относительному поперечному движению зарядов в проводнике. Так, напр., на рис. 1 проводящая перемычка А движется со скоростью UА вдоль проводов, помещённых в однородное постоянное магнитное поле В0. Если перемычкой является металлическая шина, то в цепи наводится 5110-1.jpg в соответствии с (6). Если же цепь замыкается волной ионизации воздуха, создаваемой, напр., движущимся источником g-излучения (R)или дуговым разрядом, то 5110-3.jpg в цепи не возникает, так как проводимость плазменного столба обеспечивают электрон-ионные пары, рождающиеся в среднем с нулевой начальной скоростью и через некоторое время рекомбинирующие. Наоборот, если неподвижный разряд продувать струёй воздуха перпендикулярно магнитному полю, э.д.с. магнитоэлектрической индукции будет наводиться [в соответствии с (5), хотя dФ/dt = 0]. Э.д.с. магнитоэлектрической индукции будет возникать и в том случае, если разряд неподвижен и нет стороннего продува, но в цепь включена дополнительная э.д.с., создающая сторонний ток. Такой разряд будет всасывать со всех сторон окружающий воздух и выбрасывать его в виде струи в сторону действия силы Ампера.

5110-2.jpg

Другие ограничения применимости закона Фарадея (6) возникают в распределённых проводящих средах и коммутирующих устройствах со скользящими контактами, переключателями, коллекторами и т. п., т. е. в системах, геометрия которых не определяет однозначно структуру индукционных токов. Рис. 2 иллюстрирует т.н. парадокс Геринга. Постоянный магнитный поток Ф0, сосредоточенный внутри соленоида С, пронизывает проводящий контур γ в его начальном положении а. Контур с помощью скользящих контактов 1, 2 и проводящего кольца М переводится в положение б, в к-ром поток через контур Фγ = 0. Магнитный поток через γ меняется за конечное время, контур всё время остаётся замкнутым, однако э.д.с. не возникает, стрелка вольтметра (V)не отклоняется 5110-5.jpg =0, т.к. dB/dt = 0; 5110-6.jpg= 0, т.к. В = 0 в областях, где и5110-7.jpg0).

5110-4.jpg

Магнитоэлектрическая индукция приводит к поляризации движущихся в магнитном поле диэлектриков. Вектор поляризации

5110-8.jpg

где ε - диэлектрическая проницаемость, и ( r, t)-локальная скорость среды. Неоднородность и( r), В(r)или e(r)приводит к появлению объёмного индуцированного заряда с плотностью rе= - divPe; на границе диэлектрика с вакуумом наводится поверхностный заряд 5110-9.jpg где n - внешняя единичная нормаль к поверхности.

Явление магнитоэлектрической индукции открыто М. Фарадеем (М. Faraday) в 1831 и независимо Дж. Генри (J. Henry) в 1832. Э. X. Ленц в 1833 установил универсальное правило для определения знака э.д.с. магнитоэлектрической индукции. В 1845 Ф. Нейман (F. Neumann) дал математическую формулировку закона Фарадея (6). Универсальная общность отвлечённого от свойств конкретных материальных сред соотношения (1), которое иногда тоже называется законом Фарадея, была понята Дж. К. Максвеллом в 1864. Им же предсказан дополнительный к магнитоэлектрической индукции эффект - наведение магнитного поля переменным электрическим. Открытие электромагнитной и магнитоэлектрической индукций привело к формированию представления о едином материальном электромагнитном поле (тензорном), компонентами которого являются напряжённости электрического и магнитного полей.

Явление магнитоэлектрической индукции чрезвычайно широко реализуется в природе и применяется в технике. На эффектах магнитоэлектрической индукции базируется устройство электромоторов и генераторов тока разного типа, трансформаторов, измерительных приборов, индукционных нагревателей, ускорителей элементарных частиц, источников плазмы в термоядерных реакторах, электромагных движителей, магнитных подвесок и т. д.

Эффекты магнитоэлектрической индукции в распределённых системах порождают такие явления, как токи Фуко, униполярную индукцию, гидромагнитное динамо, магнитную вязкость, неустойчивость плазменных шнуров. Магнитоэлектрическая индукция лежит в основе механизма распространения электромагнитных волн.

Литература по магнитоэлектрической индукции

  1. Джексон Дж., Классическая электродинамика, пер. с англ., М., 1965;
  2. Хайдаров К.А. О реальных явлениях электромагнетизма. - BRI, 2015.

М. А. Миллер, Г. В. Пермитин.

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)


Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 12.08.2020 - 21:59: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
12.08.2020 - 21:57: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
12.08.2020 - 21:56: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от схиигумена Сергия (Николая Романова) - Карим_Хайдаров.
12.08.2020 - 21:52: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
12.08.2020 - 16:56: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
11.08.2020 - 13:54: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
11.08.2020 - 13:11: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
11.08.2020 - 06:45: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
11.08.2020 - 06:44: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Аркадия Мелконяна - Карим_Хайдаров.
10.08.2020 - 13:12: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> ОБРАЩЕНИЕ к учёным и работникам просвещения - Карим_Хайдаров.
09.08.2020 - 18:30: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
09.08.2020 - 18:29: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution