Униполярная индукция

Классическая электродинамика
Электричество · Магнетизм
Электростатика Закон Кулона Теорема Гаусса Электрический дипольный момент Электрический заряд Электрическая индукция Электрическое поле Электростатический потенциал
Магнитостатика Закон Био — Савара — Лапласа Закон Ампера Магнитный момент Магнитное поле Магнитный поток Магнитная индукция
Электродинамика Векторный потенциал Диполь Потенциалы Лиенара — Вихерта Сила Лоренца Ток смещения Униполярная индукция Уравнения Максвелла Электрический ток Электродвижущая сила Электромагнитная индукция Электромагнитное излучение Электромагнитное поле
Электрическая цепь Закон Ома Законы Кирхгофа Индуктивность Радиоволновод Резонатор Электрическая ёмкость Электрическая проводимость Электрическое сопротивление Электрический импеданс
Ковариантная формулировка Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток
См. также: Портал:Физика

Униполя́рная инду́кция (от уни… и полюс) — возникновение ЭДС в намагниченном теле, движущемся непараллельно оси намагничивания. При этом ЭДС направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы магнитной индукции В и скорости u магнита.

Объяснение эффекта

Если намагниченное тело — проводник, то униполярная индукция может быть объяснена в рамках классической электродинамики: под действием силы Лоренца свободные электроны перемещаются внутри тела перпендикулярно направлениям u и B до тех пор, пока в теле не возникнет электрическое поле, препятствующее этому перемещению.

Последовательное объяснение явления униполярной индукции даётся теорией относительности. В системе отсчёта, связанной с магнитом (собственной системе отсчёта), электрическое поле Е отсутствует. Если в лабораторной системе отсчёта магнит движется поступательно, равномерно и прямолинейно со скоростью u, то, согласно релятивистским формулам преобразования напряжённостей полей, в этой системе электрическое поле E с точностью до множителя ${\displaystyle \left(1-u^{2}/c^{2}\right)^{-1/2},}$ при малых u практически не отличающегося от единицы, будет равно: ${\displaystyle \mathbf {E} =-}$${\displaystyle \left[{\frac {\mathbf {u} }{c}}\times \mathbf {B} \right]}$, где c — скорость света^{[комментарий 1]}; эта формула применима к областям как внутри, так и вне намагниченного тела, независимо от того, является ли оно проводящим или непроводящим. Таким образом, униполярная индукция — релятивистский эффект, в котором ясно проявляется относительный характер деления электромагнитного поля на электрическое и магнитное.

Наличие электрического поля приводит к появлению постоянной разности потенциалов, что используется для генерирования постоянного тока в униполярных машинах. Термин «униполярная индукция» неудачен, он возник вследствие того, что в униполярной машине контур, в котором наводится ЭДС, расположен со стороны одного полюса магнита.

Источники

• Тамм И. Е. Основы теории электричества. — 8-е изд. — М., 1966.
• Пермитин Г. В., Чугунов Ю. В. Униполярная индукция // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1999. — Т. 5: Стробоскопические приборы — Яркость. — С. 224—225. — 692 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-85270-101-7.

См. также

• Фарадеев парадокс
• Униполярный генератор
• Униполярный электродвигатель
• Эрик Эдлунд писал в 1878 году об униполярной индукции, основываясь на собственных оригинальных представлениях об электричестве.

Ссылки

• Относительность и электрические машины (недоступная ссылка) Ваннах Михаил — 26 апреля 2007 года.

Примечания

Комментарии

Эта страница в последний раз была отредактирована 22 апреля 2022 в 14:36.