Такой вот парадокс

Сообщение №25890 от СВ 04 сентября 2003 г. 08:21
Тема: Такой вот парадокс

Бьюсь над ним уже давно, но никак не могу разрешить. Может кто-нибудь поможет?

Рассмотрим диск Фарадея. Т.е. металлический диск во внешнем магнитном поле (для определенности однородном), направление которого совпадает с осью диска. Если диск вращается под действием внешней силы, то между центром диска и его периферией наводится ЭДС. Это будет генератор. Если через диск пропускать ток в радиальном направлении, то диск будет вращаться. Это будет двигатель.
Разделим теперь диск на изолированные сектора, например, на два. Хотя, можно на сколько угодно. Для определенности, вверху один сектор, внизу - другой. Разрез делается по плоскости, перпендикулярной плоскости диска по диаметру диска. Т.е. форма секторов - ровно половинка диска. Сверху, скажем, одна половинка, снизу другая. Будем рассматривать верхнюю половинку медной, а нижнюю - железной. Из-за разности магнитных проницаемостей меди и железа магнитная индукция в нижней половинке будет гораздо больше, чем в верхней. Соединим теперь сектора электрически (проводком), в периферийной части. Т.е. припаяем один конец проводка к любой точке окружности медного сектора, а другой - к любой точке окружности железного сектора. Центральные части секторов присоединим скользящими токосъемами ко внещней электрической цепи, в которую включим источеик питания, чтобы получился двигатель, или нагрузочное сопротивление - для случая генератора. Итак, получается электрическая цепь, в которой есть два проводника (медный и железный) расположенные перпендикулярно внешнему магнитному полю. Казалось бы, завращай такой составной диск и из-за разности магнитных индукций в железе и меди можно получить ток в цепи. На самом деле это не так (и это доказано теоретически, а я так еще и практически проверил). ЭДС межного и железного секторов будут одинаковыми и разнонаправленными, так что в точности компенсируют друг друга. Это все из-за того, что и тот и другой сектор за один оборот заметают одно и то же количество линий магнитного поля.
Это что касается случая генератора. Но с двигателем какая то заморочка. Изначально, когда диск неподвижен, а ток по цепи пропускаем, азимутальная сила, действующая на железный сектор, должна быть много больше, чем сила, действующая на медный сектор. Т.е., с одной стороны, диск не может остаться неподвижным. Но, с другой стороны, если он завращается, а ЭДС в такой цепи навестись не может, как уже рассмотрено выше, то работа такого двигателя может быть теоретически равна нулю (если пренебречь сопротивлением всей цепи).
Вот такой парадокс.


Отклики на это сообщение:

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

Реклама:
Rambler's Top100