Вопрос спецам по электричеству и магнетизму

Сообщение №22597 от Сергей В. 19 апреля 2004 г. 15:52
Тема: Вопрос спецам по электричеству и магнетизму

Вопрос касается диска Фарадея. Кто не знает, это металлический диск в магнитном поле, направление которого совпадает с осью диска. Если диск вращается, между его центром и периферией наводится ЭДС. Если от центра диска к периферии пропускается ток, диск вращается. Первый случай - генератор, второй - двигатель.
Теперь рассмотрим диск, разрезанный пополам, так, чтобы получились два сектора (полуокружности). Один сектор сделаем медным, а другой железным. Склеим эти сектора вместе, чтобы снова получился тот же диск, только сектора друг от друга по поверхности склейки будут изолированы. Соединим сектора электрически последовательно, например, припаяем проводок к перифериям железного и медного секторов. А теперь посмотрим, как будет вести себя такой диск на месте диска Фарадея. Понятно, что в железном секторе магнитное поле будет выше, чем в медном. Для разминки, т.е. чтобы понятно было, о чем речь, будет ли наводиться ЭДС между центральными областями медного и железного секторов при вращении такого составного диска? Ответ однозначный - не будет. Это и в книжках уже прописано. Смысл такой, что и железный, и медный сектор за один оборот заметают одинаковое число линий магнитного поля. Т.е. как генератор такая машина не работает.
Рассмотрим случай двигателя. Диск изначально покоится, магнитные поля в железяке и медяге разные. Пропускаем ток. В меди он течет, например, по радиусу от центра к периферии, затем по припаянному проводнику к периферии железного сектора, далее к центру этого сектора. В результате, ток в секторах одинаковый по силе и разный по направлению, магнитное поле совпадает по направлению, но разное по величине. Т.е. силы, стремящиеся закрутить сектора, разнонаправленные, но не одинаковые. Стало быть, поскольку результирующая сила не равна нулю, диск должен закрутиться. По крайней мере, в покое он остаться не может. Но если он закрутится, то, как говорилось выше, ЭДС в цепи не наведется. Никаких противодействующих вращению сил, кроме трения опоры, да омического сопротивления цепи не наблюдается. Если их в пределе занулить, вечный двигатель какой то получается.
Есть тут где то ошибка, но никак не могу ее обнаружить. Может кто подскажет чего толкового?


Отклики на это сообщение:

> Вопрос касается диска Фарадея. Кто не знает, это металлический диск в магнитном поле, направление которого совпадает с осью диска. Если диск вращается, между его центром и периферией наводится ЭДС. Если от центра диска к периферии пропускается ток, диск вращается. Первый случай - генератор, второй - двигатель.
> Теперь рассмотрим диск, разрезанный пополам, так, чтобы получились два сектора (полуокружности). Один сектор сделаем медным, а другой железным. Склеим эти сектора вместе, чтобы снова получился тот же диск, только сектора друг от друга по поверхности склейки будут изолированы. Соединим сектора электрически последовательно, например, припаяем проводок к перифериям железного и медного секторов. А теперь посмотрим, как будет вести себя такой диск на месте диска Фарадея. Понятно, что в железном секторе магнитное поле будет выше, чем в медном. Для разминки, т.е. чтобы понятно было, о чем речь, будет ли наводиться ЭДС между центральными областями медного и железного секторов при вращении такого составного диска? Ответ однозначный - не будет. Это и в книжках уже прописано. Смысл такой, что и железный, и медный сектор за один оборот заметают одинаковое число линий магнитного поля. Т.е. как генератор такая машина не работает.
> Рассмотрим случай двигателя. Диск изначально покоится, магнитные поля в железяке и медяге разные. Пропускаем ток. В меди он течет, например, по радиусу от центра к периферии, затем по припаянному проводнику к периферии железного сектора, далее к центру этого сектора. В результате, ток в секторах одинаковый по силе и разный по направлению, магнитное поле совпадает по направлению, но разное по величине. Т.е. силы, стремящиеся закрутить сектора, разнонаправленные, но не одинаковые. Стало быть, поскольку результирующая сила не равна нулю, диск должен закрутиться. По крайней мере, в покое он остаться не может. Но если он закрутится, то, как говорилось выше, ЭДС в цепи не наведется. Никаких противодействующих вращению сил, кроме трения опоры, да омического сопротивления цепи не наблюдается. Если их в пределе занулить, вечный двигатель какой то получается.
> Есть тут где то ошибка, но никак не могу ее обнаружить. Может кто подскажет чего толкового?

Магнитное поле вне тока зависит только от магнитной проницаемости среды в пространстве вне тока - закон полного тока.
Так, что в силу одинаковости токов в разных материалах, и магнитное поле будет создаваться одинаковое (в предложенном Вами эксперименте).

Группа Естественной Физики


> Магнитное поле вне тока зависит только от магнитной проницаемости среды в пространстве вне тока - закон полного тока.
> Так, что в силу одинаковости токов в разных материалах, и магнитное поле будет создаваться одинаковое (в предложенном Вами эксперименте).

Во-первых, внешнее поле направлено по оси. Соответственно, наведенное магнитное поле в железяке тоже будет по оси. Внешний ток же имеет направленность либо по оси (подводящие клнцы), либо по радиусу (в самих секторах). Такой ток может создавать только азимутальное магнитное поле, никак не осевое. И это поле, в силу другой своей направленности, не может скомпенсировать увеличение (за счет большой магнитной проницаемости) осевого магнитного поля в железе.
Кроме того, пусть в медяге и железяке течет абсолютно одинаковый ток, величина которого равна нулю. Т.е. нет никакого тока. Следуя Вашим рассуждениям, коль скоро ток одинаковый, то и магнитное поле в железе и меди будет одинаковым? А как же тогда быть с разными магнитными проницаемостями меди и железа?


> Вопрос касается диска Фарадея. Кто не знает, это металлический диск в магнитном поле, направление которого совпадает с осью диска. Если диск вращается, между его центром и периферией наводится ЭДС. Если от центра диска к периферии пропускается ток, диск вращается. Первый случай - генератор, второй - двигатель.
> Теперь рассмотрим диск, разрезанный пополам, так, чтобы получились два сектора (полуокружности). Один сектор сделаем медным, а другой железным. Склеим эти сектора вместе, чтобы снова получился тот же диск, только сектора друг от друга по поверхности склейки будут изолированы. Соединим сектора электрически последовательно, например, припаяем проводок к перифериям железного и медного секторов. А теперь посмотрим, как будет вести себя такой диск на месте диска Фарадея. Понятно, что в железном секторе магнитное поле будет выше, чем в медном. Для разминки, т.е. чтобы понятно было, о чем речь, будет ли наводиться ЭДС между центральными областями медного и железного секторов при вращении такого составного диска? Ответ однозначный - не будет. Это и в книжках уже прописано. Смысл такой, что и железный, и медный сектор за один оборот заметают одинаковое число линий магнитного поля. Т.е. как генератор такая машина не работает.

Посмотрите на следущие картинки.
Такие униполярные индукторы(УИ) будут вращаться независимо от металлов из которых сделанны обе половинки УИ.


Штрихом показан путь который должны брать электроны..
Атут им бедным надо делать пару оборотов..

С уважением Д.


С уважением Д.


>

> Посмотрите на следущие картинки.
> Такие униполярные индукторы(УИ) будут вращаться независимо от металлов из которых сделанны обе половинки УИ.

>
> Штрихом показан путь который должны брать электроны..
> Атут им бедным надо делать пару оборотов..
>
> С уважением Д.

>
> С уважением Д.

Спасибо за картинки. Хотя, мне это все известно. Я несколько лет работал по униполярным машинам. С тех пор описанный парадокс покоя не дает. Я даже семинар с пивом в лаборатории провел. Мои коллеги, все физики, напиться напились, но парадокс так и не разрешили :)


> Я несколько лет работал по униполярным машинам.
У Вас не сохранился лабораторный образец ? Хочу опыт поставить.
> С тех пор описанный парадокс покоя не дает.

Описали Вы его не очень понятно.
Как сектора соединены у оси вращения ? В чем Вы парадокс видите ?

> Теперь рассмотрим диск, разрезанный пополам, так, чтобы получились два сектора (полуокружности). Один сектор сделаем медным, а другой железным. Склеим эти сектора вместе, чтобы снова получился тот же диск, только сектора друг от друга по поверхности склейки будут изолированы. Соединим сектора электрически последовательно, например, припаяем проводок к перифериям железного и медного секторов.

Один провод с одной стороны? Или 2 провода с двух сторон?

> А теперь посмотрим, как будет вести себя такой диск на месте диска Фарадея.

Как целый.

> Понятно, что в железном секторе магнитное поле будет выше, чем в медном. Для разминки, т.е. чтобы понятно было, о чем речь, будет ли наводиться ЭДС между центральными областями медного и железного секторов при вращении такого составного диска?

Нужно указать, куда Вы щетки подключаете для измерения. Они вращаются?
Центральные области это где? У оси вращения или около магнита?
Рисунок бы не помешал.

> Ответ однозначный - не будет. Это и в книжках уже прописано. Смысл такой, что и железный, и медный сектор за один оборот заметают одинаковое число линий магнитного поля. Т.е. как генератор такая машина не работает.

Если я правильно представляю конструкцию (что при Вашем описании весьма трудно),
то должен работать и давать пульсирующий ток.



> > Магнитное поле вне тока зависит только от магнитной проницаемости среды в пространстве вне тока - закон полного тока.
> > Так, что в силу одинаковости токов в разных материалах, и магнитное поле будет создаваться одинаковое (в предложенном Вами эксперименте).

> Во-первых, внешнее поле направлено по оси. Соответственно, наведенное магнитное поле в железяке тоже будет по оси. Внешний ток же имеет направленность либо по оси (подводящие клнцы), либо по радиусу (в самих секторах). Такой ток может создавать только азимутальное магнитное поле, никак не осевое. И это поле, в силу другой своей направленности, не может скомпенсировать увеличение (за счет большой магнитной проницаемости) осевого магнитного поля в железе.

Я, по моему, ни слова не говорил об ориентации поля тока, и компенсации им внешнего поля.

> Кроме того, пусть в медяге и железяке течет абсолютно одинаковый ток, величина которого равна нулю. Т.е. нет никакого тока. Следуя Вашим рассуждениям, коль скоро ток одинаковый, то и магнитное поле в железе и меди будет одинаковым? А как же тогда быть с разными магнитными проницаемостями меди и железа?

А кто Вам сказал, что "магнитное поле в железе и меди будет одинаковым"?
Я, полагаю, что Вам проще получить ответ на свой вопрос в "Электричество" Калашников, чем играть здесь в испорченный телефон.
Давайте так, Вы посмотрите решение своей задачи в указанной или другой литературе, и, если останутся вопросы, обсудим их.

Группа Естественной Физики



> Спасибо за картинки. Хотя, мне это все известно. Я несколько лет работал по униполярным машинам. С тех пор описанный парадокс покоя не дает. Я даже семинар с пивом в лаборатории провел. Мои коллеги, все физики, напиться напились, но парадокс так и не разрешили :)

У вас что, вся лаборатория таких "спецов по пиву".
Где Вы здесь увидели парадокс, и в чем???

Попробуйте мне ответить на простой вопрос:
Куда у Вас пропали "вихревые токи", которые неизбежно появятся в Вашем случае???
И куда у Вас пропало магнитное поле от этих токов???
И почему у Вас траектории движения электронов в металлах одинаковые, при условии, что в железе есть магнитное поле, а в меди его нет (магнитная проницаемость разная, как Вы сами заметили)???
А разные траектории порождают разное магнитное поле (или Вы этого не знаете???).
Верните на место токи, нарисуйте правильно траектории, и у вас не только парадоксы пропадут, но и колесо сразу крутиться перестанет. И никакие ЭДСы не помогут. Придется вручную, приделать ручку и крутить.

Ozes



Привожу рисунок.
Вопрос ставится так. Закрутится ли такой диск во внешнем магнитном поле, если пропустить ток, как указано на картинке? Если да, то как быть с тем, что ЭДС между щетками наводиться не будет, сколько диск ни крути? Если нет, то как быть с тем, что результирующая сила на диск в азимутальном направлении вроде бы не должна равняться нулю, и диск не может поэтому оставаться в покое?
А есть в этом парадлкс или нет, решайте сами.



Звиняюсь, рисунок здесь.


>
> Привожу рисунок.
> Вопрос ставится так. Закрутится ли такой диск во внешнем магнитном поле, если пропустить ток, как указано на картинке? Если да, то как быть с тем, что ЭДС между щетками наводиться не будет, сколько диск ни крути? Если нет, то как быть с тем, что результирующая сила на диск в азимутальном направлении вроде бы не должна равняться нулю, и диск не может поэтому оставаться в покое?
> А есть в этом парадлкс или нет, решайте сами.

На этом рисунке нет замкнутой цепи для тока.
Как ток пропускать будете ???


> На этом рисунке нет замкнутой цепи для тока.
> Как ток пропускать будете ???

Как это нет? От источника тока (отмечен кружком с двумя горизонтальными черточками) к правой щетке. От щетки по металлической полуоси до соединения с медным сектором. По перемычке к железному сектору. Через соединение с другой полуосью к левой щетке. Далее к источнику тока.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100