Wise Eye OverUnity - Electromagnetic inductions

		Середа, 03.12.2025, 14:24 Wise Eye OverUnity Free Energy Ukraine * Over Unity Systems Serge Rakarskiy
		Главная Регистрация Вход

Приветствую Вас Гість | RSS

Меню сайта

Статистика

Онлайн всього: 1

Гостей: 1

Користувачів: 0

Продовження, попередня сторінка: Електричне коло, Сила Струму, Закон Ампера, Закон Біо-Савара, Магнітне поле.

Електромагнітні індукції та генерація електричного поля від магнітного поля.

Ця сторинка буде дуже цікавою, бо питання яке розглянемо далі має дуже богато білих плям у елекродинаміці. Так як на питання що є електромагнітна індукція відповів ШІ: Електромагнітна індукція - це явище, коли змінне магнітне поле створює електричне поле в просторі, або, як наслідок, електричний струм в замкнутому провідному контурі. Іншими словами, якщо змінюється магнітний потік, що пронизує контур, то в цьому контурі виникає індукційний струм. Але це дуже образно та заплутано. Ми вже бачили раніше, що в електричному колі є два елементи: зміщення потоку електричної індукції [E_D] силовими лініями електричної напруженості [E_i] та утворення магнітної індукції навколо провідника [B_i]. Винікає питання що таке індукційний струм? В якої якісті винікає електричне поле і як повинно змінюватися магнітне поле?

[Урок фізики 9-11 клас: Досліди Фарадея. Електромагнітна індукція] прочитайте та згадайте що ви вчили про це явище у школі.

Електромагнітна індукція була виявлена незалежно один від одного Майклом Фарадеєм і Джозефом Генрі у 1831 році, проте Фарадей першим опублікував результати своїх експериментів^[2]^[3].

Електромагнітна індукція (RU) — це явище виникнення електричного струму, електричного поля або електричної поляризації при зміні магнітного поля в часі або при русі матеріального середовища в магнітному полі^[1]. Електромагнітна індукція була відкрита Майклом Фарадеєм 29 серпня 1831 року. Він виявив, що електрорушійна сила (ЕРС), що виникає в замкнутому провідному ланцюзі, пропорційна швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену цим ланцюгом. Явище магнітної індукції полягає у виникненні електричного потоку в замкнутому контурі при будь-якій зміні потоку. Величина електрорушійної сили не залежить від того, чи є зміна потоку зміною самого магнітного поля або рухом ланцюга (або її частини) в магнітному полі. Електричний струм, викликаний цією ЕРС, називається індукційним струмом.

Електромагні́тна інду́кція (UA) — явище створення в просторі вихрового електричного поля змінним магнітним потоком. Одним із наслідків електромагнітної індукції є зв'язок між змінними електричним та магнітними полями в електромагнітній хвилі, інший наслідок, практично важливий для генерації електричного струму, — виникнення електрорушійної сили в провідному контурі, магнітний потік через який змінюється. Одиниці вимірювання електромагнітної індукції — тесла (в системі СІ), гаус (у системі СГС); 1 Тл = 10⁴ Гс.

Електромагнітна або магнітна індукція (EN) — це утворення електрорушійної сили (ЕРС) на електричному провіднику в змінному магнітному полі. Майклу Фарадею прийнято приписувати відкриття індукції в 1831 році, а Джеймс Клерк Максвелл математично описав його як закон індукції Фарадея. Закон Ленца описує напрямок індукованого поля. Пізніше закон Фарадея був узагальнений і перетворився на рівняння Максвелла — Фарадея, одне з чотирьох рівнянь Максвелла в його теорії електромагнетизму. Електромагнітна індукція знайшла багато застосувань, включаючи електричні компоненти, такі як котушки індуктивності та трансформатори, а також пристрої, такі як електродвигуни та генератори.

Закон індукції Фарадея (або просто закон Фарадея) — це закон електромагнетизму, який передбачає, як магнітне поле взаємодіятиме з електричним ланцюгом, утворюючи електрорушійну силу (ЕРС). Це явище, відоме як електромагнітна індукція, є основним принципом роботи трансформаторів, котушок індуктивності та багатьох типів електродвигунів, генераторів і соленоїдів.

За законом електромагнітної індукції Фарадея (в СІ):

${\mathcal {E}}=-{{d\Phi _{B}} \over dt},$

{\mathcal {E}}=-{{d\Phi _{B}} \over dt},

$d$

Φ

${\mathcal {E}}=-{{d\Phi _{B}} \over dt},$

Де: ${\mathcal {E}}$ – електрорушійна сила, що діє по довільно обраному контуру (вольти, V), $\phi _{B}$ – це магнітний потік через поверхню, обмежену цим контуром (Вебер, Wb).

Знак мінус у формулі відображає правило Ленца, назване на честь фізика Е. Х. Ленца: Індукційний струм, що виникає в замкнутому провідному ланцюзі, має такий напрямок, що створюване ним магнітне поле протидіє зміні магнітного потоку, що викликав цей струм*.

Для котушки в змінному магнітному полі закон Фарадея можна записати так:

${\mathcal {E}}=-N{{d\Phi _{B}} \over dt}=-{{d\Psi } \over dt},$

{\mathcal {E}}=-N{{d\Phi _{B}} \over dt}=-{{d\Psi } \over dt},

$N d$

Φ

$B d t =$

-

$d$

Ψ

${\mathcal {E}}=-N{{d\Phi _{B}} \over dt}=-{{d\Psi } \over dt},$

Де: ${\mathcal {E}}$ – електрорушійна сила, $N$ - кількість витків, $\phi _{B}$ – магнітний потік через один оборот, $\Psi$ – муфта потоку котушки.

Як бачимо пояснення на різних сторінках Вікіпедії мають відмінності, але результатом є Електрорушийна сила ЕРС ( ${\mathcal {E}}$ , яка вимірюється у вольтах (V). Сучасне пояснення дії правила Ленца* мене не влаштовує, тому що знак минус вкладаємо у форму за якой електричне поле протидіє магнітному, а пояснення цій протидії вкладають дії струму, магнітному полю яке винікає вже при розряді ЕРС при замиканні у електричне коло. Як само виглядає первинне формулювання правила: "Індукційний струм завжди має такий напрямок, що він послаблює дію причини, що збуджує цей струм!" Правило сформульовано в 1833 Е. Х. Ленцем. Вірно буде, що вектор ЕРС ( ${\mathcal {E}}$ буде протидіяти вектору магнітного поля (індукції) B. Більш точніше це записал Максвелл. The 3rd Maxwell's Equation. Перша формула Фарадея, друга Максвелла:

закон Фарадея

Змінне у часі магнітне поле викликає вихрове електричне поле.

Деякі фізики відзначають, що закон Фарадея в одному рівнянні описує два різних явища: 'рухову ЕРС' , генеровану дією магнітної сили на рухомий провід, і 'трансформаторну ЕРС' , генеровану дією електричної сили внаслідок зміни магнітного поля. Джеймс Клерк Максвелл звернув увагу на цей факт у своїй роботі Про фізичні силові лінії в 1861 році. У другій половині частини II цієї праці Максвелл дає окреме фізичне пояснення для кожного з цих двох явищ. Посилання на ці два аспекти електромагнітної індукції мається на деяких сучасних підручниках.^[10] Як пише Річард Фейнман:^[11]

Таким чином, «правило потоку» про те, що ЕРС в ланцюзі дорівнює швидкості зміни магнітного потоку через контур, застосовується незалежно від причини зміни потоку: чи то тому що поле змінюється, чи то тому що ланцюг рухається (або і те, і інше)... В нашому поясненні правила ми використовували два абсолютно різних закону для двох випадків - v×B для «рухомого ланцюга» і ∇xE = −∂_tB для «мінливого поля».
Ми не знаємо ніякого аналогічного положення у фізиці, коли такі прості і точні загальні принципи вимагали б для свого реального розуміння аналізу з точки зору двох різних явищ.

— 'Річард Фейнман' , Фейнмановські лекції з фізики

Пуплікація у якій досліджується наявність двох різноманітних явищ електромагнітної індукції: Джордж Р. Кон - Електромагнітна індукція 1949. (ПДФ)

Трансформаторна індукція: У разі суто трансформаторної індукції рух матеріальних тіл відсутня як таке.
Двигуна (Рухома) індукція: У разі суто рухової індукції немає зміни магнітного поля з часом як такого.

Існує дві практичних інженерних формулі за якіми розраховується мірность ЕРС для відповідних умов перша 'рухома ЕРС', друга 'трансформаторна ЕРС' :

У загальноосвітніх ресурсах та підручниках є достатньо пояснень дії ЕРС під час руху дроту в магнітному полі. Дуже просто, момент виникнення ЕРС - E (вольти), на кінцях провідника, длина провідника l (метри), якій перетинає магнітні силові лінії магнітної індукції B (Тесла) зі швидкістю v (м/с) [v×B] під кутом sina відповідає множенню в рівнянні ціх параметрів:

Е = B * l * v * sina

Такий механізм розрахунку ЕРС не викликає заперечень. Але є дещо, що викликає питання. Чи це перетин ліній магнітної індукції, чи рух у напрямку та проти напрямку вектора лінії магнітної індукції зовнішнього магнітного поля? У мене є питання, яке потребує уточнення. Ви також можете спробувати відповідний тест.

Щоб зрозуміти, як відбувається одночасна індукція ЕРС [E] і магнітного поля [B_i] (струму [I]), я зробив слайд. На ньому я відобразив рух дроту довжиною [l] через однорідний магнітний потік з вектором магнітної індукції [B_m], зі швидкістю [v], під кутом 90* (рис. а). Раніше я показав (дослідження), як сила Ампера [F_A] дроту зі струмом [I] працює в магнітному потоці (рис. b). На стороні дроту, коли лінії магнітної індукції мають той самий напрямок, що й лінії магнітного потоку, вони притягуються, а на стороні де протилежні - відштовхуються. Але, коли провід з електромагнітною індукцією замикається в електричному колі з навантаженням, дві електромагнітні індукції здійснюються одночасно і симетрично.

Чому при руху дроту скрізь магнітне поле на поверхні, формується силові лінії електричної індукції [Ei] по теперешний час так і не з'ясовано. Нажаль тлумачення сили Лоренца має дуже велику невідповідність, яку розглянемо далі.

Продовження: Електромагнітні індукції та генерація електричного поля від магнітного поля_2.

Вход на сайт

Поиск

Календарь

Друзья сайта