Как связаны электрическая и механическая мощности?

Сообщение №59115 от Left 26 июля 2009 г. 23:16
Тема: Как связаны электрическая и механическая мощности?

Как связаны электрическая и механическая мощности?
Проводник в магнитном поле

По закону Ампера на проводник в магнитном поле действует сила равная:

F = B * I * L

где, B - магнитная индукция, I - сила тока, L - длина проводника.

Допустим, под действием возникшей силы проводник начинает двигаться и его скорость постепенно увеличивается. Вместе со скоростью увеличивается и механическая мощность, так как механическая мощность - это сила умноженная на скорость: P = F * v .

По логике раз растёт механическая мощность, значит должна расти и электрическая, но закон Ампера это никак не отражает. Вот и вопрос, как рассчитать мощность такого простейшего электродвигателя как проводник в магнитном поле?


Отклики на это сообщение:

> Как связаны электрическая и механическая мощности?
> Проводник в магнитном поле

> По закону Ампера на проводник в магнитном поле действует сила равная:

> F = B * I * L

> где, B - магнитная индукция, I - сила тока, L - длина проводника.

> Допустим, под действием возникшей силы проводник начинает двигаться и его скорость постепенно увеличивается. Вместе со скоростью увеличивается и механическая мощность, так как механическая мощность - это сила умноженная на скорость: P = F * v .

> По логике раз растёт механическая мощность, значит должна расти и электрическая, но закон Ампера это никак не отражает. Вот и вопрос, как рассчитать мощность такого простейшего электродвигателя как проводник в магнитном поле?
Нет, с ростом скорости перемещения проводника в магнитном поле растёт наводимая в нём - ЭДС и уже от неё - I и...всё, как видишь отражается в законе Ампера, т.к. E=k*B*l*V, где: k - конструктивный коэффициент; l - длина проводника, м. Т.е. в ф-ле Ампера F = B * I * L =
= B * E/Z * L, где: Z - комплексное сопротивление проводника, Ом!


> > Как связаны электрическая и механическая мощности?
> > Проводник в магнитном поле

> > По закону Ампера на проводник в магнитном поле действует сила равная:

> > F = B * I * L

> > где, B - магнитная индукция, I - сила тока, L - длина проводника.

> > Допустим, под действием возникшей силы проводник начинает двигаться и его скорость постепенно увеличивается. Вместе со скоростью увеличивается и механическая мощность, так как механическая мощность - это сила умноженная на скорость: P = F * v .

> > По логике раз растёт механическая мощность, значит должна расти и электрическая, но закон Ампера это никак не отражает. Вот и вопрос, как рассчитать мощность такого простейшего электродвигателя как проводник в магнитном поле?
> Нет, с ростом скорости перемещения проводника в магнитном поле растёт наводимая в нём - ЭДС и уже от неё - I и...всё, как видишь отражается в законе Ампера, т.к. E=k*B*l*V, где: k - конструктивный коэффициент; l - длина проводника, м. Т.е. в ф-ле Ампера F = B * I * L =
> = B * E/Z * L, где: Z - комплексное сопротивление проводника, Ом!

То есть, судя по формуле [ E=k*B*l*V ], чем больше скорость V, тем больше Е. А судя по формуле [ F = B * E/Z * L ], чем больше Е, тем больше сила F. Получается, что с ростом скорости V растёт и сила F.

То есть затраты электрической энергии у нас остались прежними, а механическая мощность P = F * v, выросла. Разве это правильно?


> Как связаны электрическая и механическая мощности?

Законом сохранения энергии.

> По логике раз растёт механическая мощность, значит должна расти и электрическая, но закон Ампера это никак не отражает.

Закон Ампера описывает силу, действующую на проводник с током, почему он должен описывать мощность? В этом логики как раз нет.

На поверхности Земли лежат рядышком два предмета: один - массой 1 кг, другой - массой 1 т. Закон всемирного тяготения описывает силу, действующую на оба предмета со стороны Земли. Но мощность (работа силы в единицу времени) равна в обоих случаях, причем равна нулю. Это ведь Вас не смущает?

> Вот и вопрос, как рассчитать мощность такого простейшего электродвигателя как проводник в магнитном поле?

Приведенная Вами запись - частный случай, предполагающий однородное магнитное поле в области движения проводника, перпендикулярность B и I. В реальной конструкции все может быть несколько иначе. А в приведенном случае - рассчитывать так, как Вы и написали.

> > Нет, с ростом скорости перемещения проводника в магнитном поле растёт наводимая в нём - ЭДС и уже от неё - I и...всё, как видишь отражается в законе Ампера, т.к. E=k*B*l*V, где: k - конструктивный коэффициент; l - длина проводника, м. Т.е. в ф-ле Ампера F = B * I * L =
> > = B * E/Z * L, где: Z - комплексное сопротивление проводника, Ом!

> То есть, судя по формуле [ E=k*B*l*V ], чем больше скорость V, тем больше Е. А судя по формуле [ F = B * E/Z * L ], чем больше Е, тем больше сила F. Получается, что с ростом скорости V растёт и сила F.

> То есть затраты электрической энергии у нас остались прежними, а механическая мощность P = F * v, выросла. Разве это правильно?

ЭДС индукции возникнет только в том случае, если будет меняться магнитный поток через контур, образованный проводником и предположительным источником энергии, вызывающим протекание тока I в проводнике. Это возможно при наступлении хотя бы одного из условий: изменения модуля индукции B, изменения площади контура или изменения взаимной ориентации вектора индукции и контура. Поэтому наличие эдс индукции - не факт. Но если она имеет место быть, то надо не забывать про правило Ленца - эдс индукции будет действовать "против" тока I.

Если же Вас интересует мощность, то в помощь Вам закон сохранения энергии. Надо разобраться, энергия каких частей системы меняется, является ли система замкнутой и т.д. Начнем с простого: почему в Вашей схеме по проводнику течет ток?


> > Как связаны электрическая и механическая мощности?

> Законом сохранения энергии.

Закон сохранения энергии не отвечает на вопрос какой должна быть конструкция, для преобразования одного вида энергии в другой. Длина провода, напряжённость магнитного поля и всё остальное.

> > Вот и вопрос, как рассчитать мощность такого простейшего электродвигателя как проводник в магнитном поле?

> Приведенная Вами запись - частный случай, предполагающий однородное магнитное поле в области движения проводника, перпендикулярность B и I. В реальной конструкции все может быть несколько иначе. А в приведенном случае - рассчитывать так, как Вы и написали.

Там рассчитывается не мощность, а сила, а вопрос был о мощности. Как рассчитать конструкцию для преобразования электрической мощности в механическую?

> > > Нет, с ростом скорости перемещения проводника в магнитном поле растёт наводимая в нём - ЭДС и уже от неё - I и...всё, как видишь отражается в законе Ампера, т.к. E=k*B*l*V, где: k - конструктивный коэффициент; l - длина проводника, м. Т.е. в ф-ле Ампера F = B * I * L =
> > > = B * E/Z * L, где: Z - комплексное сопротивление проводника, Ом!

> > То есть, судя по формуле [ E=k*B*l*V ], чем больше скорость V, тем больше Е. А судя по формуле [ F = B * E/Z * L ], чем больше Е, тем больше сила F. Получается, что с ростом скорости V растёт и сила F.

> > То есть затраты электрической энергии у нас остались прежними, а механическая мощность P = F * v, выросла. Разве это правильно?

> ЭДС индукции возникнет только в том случае, если будет меняться магнитный поток через контур, образованный проводником и предположительным источником энергии, вызывающим протекание тока I в проводнике. Это возможно при наступлении хотя бы одного из условий: изменения модуля индукции B, изменения площади контура или изменения взаимной ориентации вектора индукции и контура. Поэтому наличие эдс индукции - не факт. Но если она имеет место быть, то надо не забывать про правило Ленца - эдс индукции будет действовать "против" тока I.

> Если же Вас интересует мощность, то в помощь Вам закон сохранения энергии. Надо разобраться, энергия каких частей системы меняется, является ли система замкнутой и т.д. Начнем с простого: почему в Вашей схеме по проводнику течет ток?

Потому, что где-то там стоит электростанция и даёт нам всем ток. Или можно батарейку поставить. Имеет ли это значение?


> Закон сохранения энергии не отвечает на вопрос какой должна быть конструкция, для преобразования одного вида энергии в другой. Длина провода, напряжённость магнитного поля и всё остальное.

Конечно, не отвечает. И закон Ампера не отвечает. Физика вообще не отвечает на вопросы типа "какой должна быть конструкция". Скорее на вопросы, что могла бы обеспечить та или иная конструкция. Но лучше подходят приложения физики - инженерные науки: электротехника, сопромат и т.п.

> Там рассчитывается не мощность, а сила, а вопрос был о мощности.

Там - это формула .

> Как рассчитать конструкцию для преобразования электрической мощности в механическую?

См. ниже.

> > Если же Вас интересует мощность, то в помощь Вам закон сохранения энергии. Надо разобраться, энергия каких частей системы меняется, является ли система замкнутой и т.д. Начнем с простого: почему в Вашей схеме по проводнику течет ток?

> Потому, что где-то там стоит электростанция и даёт нам всем ток. Или можно батарейку поставить. Имеет ли это значение?

Конечно, имеет. Во-первых, для понимания: электростанция/батарейка поставляют в систему как минимум часть энергии, которая обеспечивает движение проводника с током под действием силы Лоренца. Если магнит постоянный, то всю энергию. Соответственно, механическую мощность, большую, чем мощность, вырабатываемую источником электроэнергии, в этом случае не получить. А дальше - надо учитывать конструктивные особенности, определяющие в том числе к.п.д., нагрузочную характеристику и пр. и пр. Физика поможет Вам понять, куда девается мощность источника энергии, поскольку кпд 100% не получить (закон сохранения энергии). А инженерные приложения физики - сделать расчет.

От теории - к практике. Вы уже продумали часть конструкции, обеспечивающей наличие магнитного поля в области пространства, в которой движется проводник? А также конструкцию, обеспечивающую протекание тока - к ней отностится и форма проводника, и способ подключения к источнику электроэнергии? Как сказано выше, мощность зависит от конструкции, но для начала надо иметь конструкцию, которая обеспечивала бы движение принципиально, а уж потом заниматься оптимизацией.

Не забывайте, что сила даже в законе Ампера - вектор, т.е. имеет направление. Соответственно, может тянуть проводник то в одну сторону, то в другую. При неудачной конструкции может оказаться, что проводник вообще не будет двигаться (помните про два тела, лежащие на поверхности Земли?).


На проводник с током в магнитном поле действует сила (предполагаем простейший вариант - однородное МП и перпендикулярное к силовым линиям движение проводника)
F=B*I*L (1)
Механическая мощность при постоянной скорости проводника равна
P=F*V (2)
Подставим (1) в (2)и получаем механическую мощность развиваемую электромагнитными силами
P= B*I*L*V (3)
Учитываем эдс индукции, противодействующей основному току
E=B*L*V*Sin α (4)
Ток индукции будет определяться из закона Ома
i=E/R=B*L*V*Sin α/R (5)
Остается в силе предположение о "простом" перемещением проводника в МП, следовательно Sin α=1.
Еще упростим наш оценочный расчет и будем считать, что индуктивность прямолинейного проводника незначительна, и результирующее сопротивление есть активное R≈R
i=B*L*V/R (6)
Результирующий ток в проводнике при установившемся движении V, с учетом противодействия тока индукции, определяется из выражения
I-i=I-B*L*V/R (7)
Подставляем (7) в (3)получаем механическую мощность которую развивают электромагнитные силы
P=B*(I-B*L*V/R)*L*V (8)

Где-то уже используется подобный принцип перемещение проводящих заготовок к обрабатывающему механизму.


> Учитываем эдс индукции, противодействующей основному току
> E=B*L*V*Sin α (4)

Это выражение требует обоснования или хотя бы пояснения входящих в него величин. Выражение будет верно для определенной конфигурации проводников, но для нее вовсе необязательно окажутся верными дальнейшие формулы - например, постоянство R. Индукционный ток возникает не в линии, а в контуре, охватывающем поверхность. Да и простая экстраполяция (8) заставляет заподозрить конструкцию ВД первого рода (отрицательная мощность).


> > Учитываем эдс индукции, противодействующей основному току
> > E=B*L*V*Sin α (4)

> Это выражение требует обоснования или хотя бы пояснения входящих в него величин. Выражение будет верно для определенной конфигурации проводников, но для нее вовсе необязательно окажутся верными дальнейшие формулы - например, постоянство R. Индукционный ток возникает не в линии, а в контуре, охватывающем поверхность. Да и простая экстраполяция (8) заставляет заподозрить конструкцию ВД первого рода (отрицательная мощность).

Проводник длиной L перемещается со скоростью V в однородном магнитном поле, пересекая силовые линии. Вместе с проводником движутся заряды, находящиеся в проводнике. На движущийся в магнитном поле заряд действует сила Лоренца. Свободные электроны смещаются к одному концу проводника, а на другом остаются нескомпенсированные положительные заряды. Возникает разность потенциалов, которая и представляет собой эдс индукции E. Ее величину можно определить, рассчитав работу, совершаемую силой Лоренца при перемещении заряда вдоль проводника длиной L:
E= A/q = F·L/q (1) где A-работа по перемещению заряда магнитеым поелем,
F - механическая сила перемещающая заряд, движущийся в
МП-сила Лоренца ,
q -электрический заряд,
L- длина проводника.
Сила F действующая на заряд зависит от его величины, вектора скорости движения в МП и "силы" самого магнитного поля -т.е. магнитной индукции B
F=q*V*B*Sinα (2)
Подставляем (2)в (1) получаем формулу
E=B*L*V*Sin α (4)
Индукционный ток возникает не в линии, а в контуре, но эдс наводится именно в той части проводника, которая пересекает магнитные линии.
необязательно окажутся верными.... постоянство R конечно, индуктивность будет меняться, но активное сопротивление - не изменяется.Это будет одновитковый контур, с "медленно меняющимся" током, поэтому реактивной составляющей сопротивления можно, без особого ущерба для оценки явления, пренебречь.
ВД первого рода (отрицательная мощность).да , при некоторых значениях V, мы имеем отрицательную мощность, но в этом случае ток индукции превышает первоначальный ток, и двигатель превращается в генератор!


> > > Учитываем эдс индукции, противодействующей основному току
> > > E=B*L*V*Sin α (4)

> > Это выражение требует обоснования или хотя бы пояснения входящих в него величин. Выражение будет верно для определенной конфигурации проводников, но для нее вовсе необязательно окажутся верными дальнейшие формулы - например, постоянство R. Индукционный ток возникает не в линии, а в контуре, охватывающем поверхность. Да и простая экстраполяция (8) заставляет заподозрить конструкцию ВД первого рода (отрицательная мощность).

> Проводник длиной L перемещается со скоростью V в однородном магнитном поле, пересекая силовые линии. Вместе с проводником движутся заряды, находящиеся в проводнике. На движущийся в магнитном поле заряд действует сила Лоренца. Свободные электроны смещаются к одному концу проводника, а на другом остаются нескомпенсированные положительные заряды. Возникает разность потенциалов, которая и представляет собой эдс индукции E. Ее величину можно определить, рассчитав работу, совершаемую силой Лоренца при перемещении заряда вдоль проводника длиной L:
> E= A/q = F·L/q (1) где A-работа по перемещению заряда магнитеым поелем,
> F - механическая сила перемещающая заряд, движущийся в
> МП-сила Лоренца ,
> q -электрический заряд,
> L- длина проводника.
> Сила F действующая на заряд зависит от его величины, вектора скорости движения в МП и "силы" самого магнитного поля -т.е. магнитной индукции B
> F=q*V*B*Sinα (2)
> Подставляем (2)в (1) получаем формулу
> E=B*L*V*Sin α (4)
> Индукционный ток возникает не в линии, а в контуре, но эдс наводится именно в той части проводника, которая пересекает магнитные линии.
> необязательно окажутся верными.... постоянство R конечно, индуктивность будет меняться, но активное сопротивление - не изменяется.Это будет одновитковый контур, с "медленно меняющимся" током, поэтому реактивной составляющей сопротивления можно, без особого ущерба для оценки явления, пренебречь.
> ВД первого рода (отрицательная мощность).да , при некоторых значениях V, мы имеем отрицательную мощность, но в этом случае ток индукции превышает первоначальный ток, и двигатель превращается в генератор!

Прошу прощения за вторжение.
PapaKarlo всё прекрасно объяснил (и даже с избытком), а Вы продолжаете искать чёрную кошку в тёмной комнате, в которой её нет!
Понятие мощности применимо к механизму, выполняющему работу против внешних сил с определённой скоростью. Если на шильдике электродвигателя написано "1кВт", то это ещё ничего не значит. Реально он может развивать мощность и 50вт (на холостом ходу)и 3кВт (короткое время, чтобы не успел сильно нагреться, или даже сгореть). При этом потребляемая двигателем электрическая мощность будет безусловно больше, например, 100Вт и 4кВт (кпд!). Физика начинается с явлений, а не с формул, поэтому эквилибрировать ими не надо, смысл теряется.

Это всё.


Понятие мощности применимо к механизму, выполняющему работу против внешних сил с определённой скоростью.
Вас смущает, что приведенная Left конструкция двигателя имеет вид действующего лабораторного экспоната? и далее .....(цитирую описание опыта)Если внести этот контур во внешнее МП B, то на подвижную сторону с током будет действовать механическая сила F, величину которой можно измерить с помощью динамометраОпыт показывает, что величина этой силы может быть выражена через вектор магнитной индукции В
F=I*L*B
Курс общей физики II часть Г.А.Зисман О.М. Тодес

Конечно, снимаемая мощность будет зависеть, в том числе, и от силы, которая препятствует перемещению этого, неудобоваримого,отрезка проводника.
И еще! Эл.двигатели обратимы! т.е. могут работать как генераторы, производя эл.энергию.Но в этом случае, потребляемая мощность становится "отдаваемой", другими словами +Р меняется на -Р.Это физический смысл отрицательной мощности, который получается из ф-лы
P=B*(I-B*L*V/R)*L*V (8)
тчк


Обоснование замечательное, но есть несколько узких моментов с точки зрения физики. Я процитирую навскидку несколько, а Вы уж сами разберитесь.

> Свободные электроны смещаются к одному концу проводника, а на другом остаются нескомпенсированные положительные заряды. Возникает разность потенциалов, которая и представляет собой эдс индукции E.

> ...работу, совершаемую силой Лоренца при перемещении заряда...

> ...электроны смещаются к одному концу проводника, а на другом остаются нескомпенсированные положительные заряды... Это будет одновитковый контур...

И в дополнение

> Проводник длиной L перемещается со скоростью V в однородном магнитном поле, пересекая силовые линии....
> ...двигатель превращается в генератор!

Принципиальных возражений против электрогенератора нет, но в исходном сообщении было сказано о движении проводника с током под действием силы Ампера, с учетом этого в Вашей схеме получается именно ВД.


в исходном сообщении было сказано о движении проводника с током под действием силы Ампера
Да, на проводник с током действует сила Ампера!!! Под действием этих сил по условию задачи, проводник начинает двигаться со скоростью V. А на движущийся заряд в магнитном поле действует сила Лоренца или в более распространенном понятии -возникает индукционный ток.
Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.Это не мое,а Ленца.
Индукционный ток i противодействует данному току I.
Теперь о скорости V.Этот двигатель способен перемещать проводник в пределах от V=0 до V=Vmax, который наступит, когда I-i=0 (различными потерями ,сознательно, пренебрегаем для простоты суждений). Все!!!Двигатель выдохся и неспособен выдавать мощность!!! Но ничто не препятствует продолжать увеличивать скорость перемещения проводника, принудительно-внешними силами!
Теперь i>I т.е. ток индукции превышает ток источника! Двигатель не потребляет, а генерирует ток.В формуле переход двигателя в генератор отражается в смене +Р на -Р.
тчк


> Да, на проводник с током действует сила Ампера!!! Под действием этих сил по условию задачи, проводник начинает двигаться со скоростью V. А на движущийся заряд в магнитном поле действует сила Лоренца или в более распространенном понятии -возникает индукционный ток.
> Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.Это не мое,а Ленца.
> Индукционный ток i противодействует данному току I.

Так ведь с этим никто не спорит. Разве что "замкнутый проводящий контур", на концах которого скапливаются заряды... Ну, и работа, совершаемая силой Лоренца, и эдс индукции, возникающая якобы из-за перемещения зарядов (а ведь она может и в вакууме возникать). Именно это я имел в виду, когда говорил о необходимости обосновать формулу (4) применимостью ее к конкректной конструкции - ведь топикстартера интересовала мощность и как ее посчитать...

> Теперь о скорости V.Этот двигатель способен перемещать проводник в пределах от V=0 до V=Vmax, который наступит, когда I-i=0 (различными потерями ,сознательно, пренебрегаем для простоты суждений). Все!!!Двигатель выдохся и неспособен выдавать мощность!!!

Верно. Причем выдохся двигатель отнюдь не при максимуме мощности, на которую он теоретически способен, а на мощности, равной нулю. А максимум будет при другой скорости. И опять же, все зависит от конструкции, хотя бы и эскизной. Просто проводник, движущийся в магнитном поле - это не двигатель, это учебный пример, не более того.

> Но ничто не препятствует продолжать увеличивать скорость перемещения проводника, принудительно-внешними силами!

И это верно. Просто Вы расширили постановку задачи, о чем я и писал.


Разве что "замкнутый проводящий контур", на концах которого скапливаются заряды...
ЭДС производит ,именно, активный элемент электрической машины. В нашем случае отрезок проводника перемещающийся в МП. Это же принцип работы всех электромагнитных генераторов!!! И в данный момент времени, наши компы есть замкнутым токопроводящими контурами с тем генератором, который производит эл.энергию. И о термине скапливаются заряды при их движении??? Это разница в удельной плотности зарядов по длине активного элемента на его концах, в непрерывном токе зарядов во всем контуре! Эта динамическая разность и создает эдс индукции.
тчк


> ЭДС производит ,именно, активный элемент электрической машины. В нашем случае отрезок проводника перемещающийся в МП. Это же принцип работы всех электромагнитных генераторов!!! И в данный момент времени, наши компы есть замкнутым токопроводящими контурами с тем генератором, который производит эл.энергию. И о термине скапливаются заряды при их движении??? Это разница в удельной плотности зарядов по длине активного элемента на его концах, в непрерывном токе зарядов во всем контуре! Эта динамическая разность и создает эдс индукции.

Смешались в кучу кони, люди. ЭДС, которую "производит" активный элемент электрической машины, имеет какое-то отношение к ЭДС индукции?

Уравнение

или

Вам знакомо? Оно ведь для вакуума написано и описывает ЭДС индукции (интеграл в левой части первого уравнения). Вы не забыли, что сила Лоренца не производит работы над движущимся зарядом в силу ортогональности вектора силы вектору перемещения (скорости) заряда?

Разница в удельной плотности зарядов - это вообще замечательная идея. В соответствии с ней расскажите, как работает генератор - ведь заряды, движение которых есть ток индукции, должны двигаться против поля, по Вашему мнению ими же создаваемого. Короче, в этот раз без намеков: разберитесь с электродинамикой.


сила Лоренца не производит работы над движущимся зарядом в силу ортогональности вектора силы вектору перемещения (скорости) заряда?
В вакууме да! Но в проводнике (не контуре!!!) происходит разделение зарядов при его движении в МП. Это физическая реальность, обнаруживаемая в опыте!Видимо,атомы вещества не дают электронам совершать круговые движения.
Формулы эдс выведенные исходя из магнитной индукции и на основе сил Лоренца тождественны!
эдс=B*L*V.
Так как меняющееся МП дествует на каждый заряд в отдельности?
расскажите, как работает генератор - ведь заряды, движение которых есть ток индукции, должны двигаться против поля,
Вот именно, мы прилагаем механическую энергию пара, воды, ветра, химическую чтоб разделить в активной части генератора эл. заряды, преодолевая силу противодействия эл.поля, которое создают разделяемые заряды.
Уравнение 1 приведенное Вами напоминает уравнение Максвела.


> > сила Лоренца не производит работы над движущимся зарядом в силу ортогональности вектора силы вектору перемещения (скорости) заряда.
> В вакууме да! Но в проводнике (не контуре!!!) происходит разделение зарядов при его движении в МП. Это физическая реальность, обнаруживаемая в опыте!Видимо,атомы вещества не дают электронам совершать круговые движения.

Ну и что? Это как-то меняет тот факт, что сила Лоренца, которую Вы упомянули здесь в формуле (2), не производит работы? Да, электрическое поле атомов совершает работу, но внешнее магнитное поле - нет. Запишите правильные выражения для силы и работы и убедитесь в этом.

Кстати, только сейчас обратил внимание, что в том сообщении Вы назвали силу Лоренца механической силой. Проблема в том, что по большому счету механических сил нет (есть гравитационные и электромагнитные); но если говорить о используемом в определенном смысле термине "механическая сила", то сила Лоренца уж точно механической силой не является.

> Формулы эдс выведенные исходя из магнитной индукции и на основе сил Лоренца тождественны!
> эдс=B*L*V.

Еще раз: это формула для некоторого частного случая, который Вы никак не удосужитесь описать.

Для движущегося отрезка провода эта формула неверна по следующим простым соображениям: Вы считаете, что электрическое поле возникает за счет пространственного перераспределения зарядов. Однако приведенная формула эдс=B*L*V ничего не говорит о соотношении скорости дрейфа зарядов и скорости V. Поэтому можно себе представить, что провод ускоряется от нулевой скорости до скорости V за очень короткое время. При этом сила Лоренца, которая по Вашему рассмотрению ответственна за дрейф зарядов, не превысит . Следовательно, за короткое время заряды просто не успеют сместиться на ту величину, которая обеспечила бы соответствующую величину поля. Если же предположить обратное (очень большую скорость дрейфа), то мысленный эксперимент с очень малым ускорением придет в противоречие с таким предположением.

Так что даже если не особо углубляться в физику дела, можно легко показать несостоятельность Вашего предположения.

> Так как меняющееся МП дествует на каждый заряд в отдельности?

Магнитное поле действует на заряд с силой Лоренца. Если заряд неподвижен, то сила Лоренца равна нулю независимо от скорости изменения магнитного поля. Надо заметить, что иногда под силой Лоренца подразумевают , т.е. обе составляющие; но я подразумевал лишь - впрочем, и Вы тоже.

Есть однако сила, действующая на заряд со стороны электрического поля, а переменное магнитное поле создает и переменное электричекое поле. Так что если Вы подразумевали меняющееся электромагнитное поле, а не только "магнитную составляющую", то выражение приведено выше.

> > расскажите, как работает генератор - ведь заряды, движение которых есть ток индукции, должны двигаться против поля

> Вот именно, мы прилагаем механическую энергию пара, воды, ветра, химическую чтоб разделить в активной части генератора эл. заряды, преодолевая силу противодействия эл.поля, которое создают разделяемые заряды.

Это ошибочное представление. Еще раз, изменение потока магнитного поля приводит к возникновению электрического поля. Не совсем в такой формулировке, но по сути именно это явление открыл Фарадей, поэтому его именем и называется закон, выражаемый в общем случае одним из уравнений Максвелла.

Внешняя энергия используется лишь для того, чтобы обеспечить изменение потока магнитной индукции и обеспечить появление электрического поля, а уж оно-то, двигая заряды, изменяет их энергию, т.е. производит работу. Так подводимая внешняя энергия преобразуется в электроэнергию.

Рекомендую почитать Фейнмановские лекции по физике, т.6, гл.15, $$1-2 и гл. 16-17 (и не только эти главы, но и т.5). Ваше представление о законе Фарадея и о физике э/м индукции несколько изменится.

Да, а что такое активная часть генератора? Это какой-то инженерный термин? Какое отношение он имеет к физике индукции?

> Уравнение 1 приведенное Вами напоминает уравнение Максвела.

Да что Вы говорите? Вот оно-то, это уравнение Максвелла и есть общая запись закона электромагнитной индукции Фарадея в интегральной форме (а второе - то же самое уравнение, но в дифференциальной форме) и справедливо в вакууме, где нет никаких зарядов, а ЭДС индукции есть, хоть тресни.

Так что повторяю еще раз - Ваша модель возникновения ЭДС индукции неверна. И посоветую еще раз: разберитесь с электродинамикой.



Ваша модель возникновения ЭДС индукции неверна.
Признаю, что излагаемое Вами описание причин возникновения ЭДС электромагнитной индукцией, есть более рациональным и емким чем то, которое вырисовывается из мозаики моих доводов и суждений! Взаимосвязь магнитных и электрических полей все очень просто и красиво описывает!Но я и не пытался оспаривать этой сути явления! Просто,спонтанно, на "быструю руку", я на основании известных физических формул, попытался описать зависимость механической мощности эл.двигателя от остальных его "электрических" параметров.
И сейчас убежден,что полученная мною формула, в достаточной степени, отражает физику происходящего.
В нашей дискуссии, неожиданно, отразилась двойственная природа вещества - частицы и волны (корпускулярно-волновой дуализм)!Наверное, мои доводы строились на отношению к заряду как к частице и независимых от нее электромагнитных полях.Теория электромагнитной индукции использует волновые свойства заряда.

тчк


>
> Ваша модель возникновения ЭДС индукции неверна.
> Признаю, что излагаемое Вами описание причин возникновения ЭДС электромагнитной индукцией, есть более рациональным и емким чем то, которое вырисовывается из мозаики моих доводов и суждений! Взаимосвязь магнитных и электрических полей все очень просто и красиво описывает!Но я и не пытался оспаривать этой сути явления! Просто,спонтанно, на "быструю руку", я на основании известных физических формул, попытался описать зависимость механической мощности эл.двигателя от остальных его "электрических" параметров.
> И сейчас убежден,что полученная мною формула, в достаточной степени, отражает физику происходящего.
> В нашей дискуссии, неожиданно, отразилась двойственная природа вещества - частицы и волны (корпускулярно-волновой дуализм)!Наверное, мои доводы строились на отношению к заряду как к частице и независимых от нее электромагнитных полях.Теория электромагнитной индукции использует волновые свойства заряда.
mmarsrover! Коль упомянут тут эл-ль, то замечу, что берёшь размеры ротора последнего: длину по магнитопроводу и диаметр, определяешь площадь его боковой поверхности в см^2 и умножаешь её на ~0,3 кГ и получишь общее усилие, развиваемое на поверхности ротора, а учтя радиус ротора и скорость, его паспортного вращения - получишь развиваемую им мощность и т.д.!


размеры ротора последнего: длину по магнитопроводу и диаметр, определяешь площадь его боковой поверхности в см^2 и умножаешь её на ~0,3 кГ и получишь общее усилие, развиваемое на поверхности ротора, а учтя радиус ротора и скорость, его паспортного вращения - получишь развиваемую им мощность и т.д.!
Ваше предложение конструктивно! Суть его , в моем понимании - это приведение входной электрической мощности (U,I параметров) двигателя к его выходной механической мощности, через конструкционные параметры рабочего элемента ротора.
Можно развить вашу мысль и расширить базу данных двигателя, измерением его омического сопротивления и максимальной "электромагнитной" мощности, развиваемой при полностью застопоренном роторе.Р=Рмах, n=0.
Вольтамперные показания приборов, легко согласуем с показаниями динамометра, а отсюда определяем и электромагнитные параметры двигателя.
Замеряем вольтамперную характеристику холостого хода. P≈0, n=nmax.
Имеем данные для построения графика. По оси ординат U, I , а по оси абцисс Р,n .

Да! Несколько громоздко и грубовато.


тчк


> размеры ротора последнего: длину по магнитопроводу и диаметр, определяешь площадь его боковой поверхности в см^2 и умножаешь её на ~0,3 кГ и получишь общее усилие, развиваемое на поверхности ротора, а учтя радиус ротора и скорость, его паспортного вращения - получишь развиваемую им мощность и т.д.!
> Ваше предложение конструктивно! Суть его , в моем понимании - это приведение входной электрической мощности (U,I параметров) двигателя к его выходной механической мощности, через конструкционные параметры рабочего элемента ротора.
> Можно развить вашу мысль и расширить базу данных двигателя, измерением его омического сопротивления и максимальной "электромагнитной" мощности, развиваемой при полностью застопоренном роторе.Р=Рмах, n=0.
> Вольтамперные показания приборов, легко согласуем с показаниями динамометра, а отсюда определяем и электромагнитные параметры двигателя.
> Замеряем вольтамперную характеристику холостого хода. P≈0, n=nmax.
> Имеем данные для построения графика. По оси ординат U, I , а по оси абцисс Р,n .
>Да! Несколько громоздко и грубовато.

Ну, что поделаешь? Есть такая дисциплина - "Теория электропривода", была такая специальность 0628, там много чего наворочано и воодушевлённого там было маловато, а вот психического, как многие утверждали, было навалом, но весьма практичного!


> Смешались в кучу кони, люди. ЭДС, которую "производит" активный элемент электрической машины, имеет какое-то отношение к ЭДС индукции?
Да. Прямое.
> Уравнение

>

> или

>

> Вам знакомо? Оно ведь для вакуума написано и описывает ЭДС индукции (интеграл в левой части первого уравнения). Вы не забыли, что сила Лоренца не производит работы над движущимся зарядом в силу ортогональности вектора силы вектору перемещения (скорости) заряда?
Это из другой оперы. Когда на заряд другие силы не действуют.

Пусть движение отрезка провода со скоростью V в постоянном магнитном поле обеспечивает
внешняя механическая сила. На концах провода создается разность потенциалов. Ее создает
(разделяет заряды) сила Лоренца. Так?
Заряды она разделила, а работы, по-вашему, не совершила?

> Разница в удельной плотности зарядов - это вообще замечательная идея. В соответствии с ней расскажите, как работает генератор - ведь заряды, движение которых есть ток индукции, должны двигаться против поля, по Вашему мнению ими же создаваемого.

Не ими, а теми, которых уже развела сила Лоренца. Сила Лоренца двигает их против поля.
Это значит, что она совершает работу.

Встречный вопрос.
Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?


> > Вам знакомо? Оно ведь для вакуума написано и описывает ЭДС индукции (интеграл в левой части первого уравнения). Вы не забыли, что сила Лоренца не производит работы над движущимся зарядом в силу ортогональности вектора силы вектору перемещения (скорости) заряда?
> Это из другой оперы. Когда на заряд другие силы не действуют.
Из той-же оперы. Если есть другие силы, то именно эти силы и будут совершать работу.
Сила Лоренца работы не будет совершать никогда.

> Пусть движение отрезка провода со скоростью V в постоянном магнитном поле обеспечивает
> внешняя механическая сила.
Обращаю ваше внимание, что скорость электронов не параллельна проводнику.
> На концах провода создается разность потенциалов. Ее создает
> (разделяет заряды) сила Лоренца. Так?
Сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно скорости. Поэтому она не может развести заряды. Разводят заряды другие силы -- внешняя механическая сила, сила удерживающая электроны в металле.

> Не ими, а теми, которых уже развела сила Лоренца. Сила Лоренца двигает их против поля.
> Это значит, что она совершает работу.
Сила Лоренца ничего не двигает -- она перпендикулярна скорости.

> Встречный вопрос.
> Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
Работу совершает "внешняя механическая сила".


> > Пусть движение отрезка провода со скоростью V в постоянном магнитном поле обеспечивает
> > внешняя механическая сила.
> Обращаю ваше внимание, что скорость электронов не параллельна проводнику.
Верно. Я обратного и не говорил.
> > Сила Лоренца двигает их против поля.
> > Это значит, что она совершает работу.
> Сила Лоренца ничего не двигает -- она перпендикулярна скорости.
А кто заряды разводит?

> > Встречный вопрос.
> > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> Работу совершает "внешняя механическая сила".
В конечном (вернее в промежуточном) итоге да. Но непосредственно на заряды она не действует.
(Кстати, механическаую силу можно исключить. Пусть массивный проводник движется по инерции.
Генератор нагружен на высокоомный вольтметр. Ток при этом очень мал.Его тормозящая сила тоже.)
Если же искать конец цепочки, то механическая сила появилась от Солнца.
Стоит ли идти так далеко? Вернемся к началу цепочки.
Вопрос остался:
> > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
Что разводит заряды?


> > > Сила Лоренца двигает их против поля.
> > > Это значит, что она совершает работу.

Это неверное утверждение.

> > Сила Лоренца ничего не двигает -- она перпендикулярна скорости.
> А кто заряды разводит?

Сила Лоренца, вернее, , меняет импульс заряда, но не меняет энергию заряда. А разводят лохов.

> > > Встречный вопрос.
> > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> > Работу совершает "внешняя механическая сила".
> В конечном (вернее в промежуточном) итоге да. Но непосредственно на заряды она не действует.

Опять неверное противопоставление: совершать работу и действовать (применительно к силе).

> Вопрос остался:
> > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> Что разводит заряды?

Ответьте для себя на вопрос: "Как именно разводятся заряды?" В чем причина различия движения зарядов внутри движущегося в магнитном поле проводника и движения таких же невзаимодействующих между собой зарядов?

И еще один вопрос для размышления. Проводник движется равномерно и прямолинейно в однородном магнитном поле. Рассмотрим ситуацию из ИСО, в которой проводник неподвижен. В этой ИСО заряды по-прежнему "разводятся"? Что разводит заряды?


> > > Сила Лоренца двигает их против поля.
> > > Это значит, что она совершает работу.
> > Сила Лоренца ничего не двигает -- она перпендикулярна скорости.
> А кто заряды разводит?
Что значит "разводит"?
Давайте использовать терминологию принятую в механике.
В любой момент времени бесконечно малое смещение заряда ds направлено перпендикулярно силе Лоренца.
Сила Лоренца не принимает участия в этом перемещении.

> > > Встречный вопрос.
> > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> > Работу совершает "внешняя механическая сила".
> В конечном (вернее в промежуточном) итоге да. Но непосредственно на заряды она не действует.
Как не действует? Действует. И работу совершает. Только она и совершает.
> (Кстати, механическаую силу можно исключить. Пусть массивный проводник движется по инерции.
> Генератор нагружен на высокоомный вольтметр. Ток при этом очень мал.Его тормозящая сила тоже.)
Вы подменили "внешнюю" силу силой реакции. Сути это не меняет.
> Если же искать конец цепочки, то механическая сила появилась от Солнца.
Мы не говорим о природе затраченой энергии, мы говорим о работе силы.
Работа силы -- это вполне определенное понятие в механике.
Согласно этому определению работа силы Лоренца в данном и в любом другом случае равна нулю.

> Вопрос остался:
> > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> Что разводит заряды?
Я не понимаю, что вы подразумеваете под словом "разводит".

Если вы говорите о перемещении заряда, то в любой момент времени бесконечно малое смещение заряда ds направлено перпендикулярно силе Лоренца. Сила Лоренца не принимает участия в этом перемещении.

Если вы говорите о работе против сил электростатического отталкивания, то можно сказать, что эту работу совершает проекция силы Лоренца, но в то-же время другая проекция силы Лоренца совершает отрицательную работу. И полная работа силы Лоренца получается равной нулю.


> > > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> > > Работу совершает "внешняя механическая сила".
> работа силы Лоренца в данном и в любом другом случае равна нулю.

> > Вопрос остался:
> > > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> в любой момент времени бесконечно малое смещение заряда ds направлено перпендикулярно силе Лоренца. Сила Лоренца не принимает участия в этом перемещении.

Как не принимает? Если ее чать(проекция) эту работу делает?
По аналогии: работу совершаю не я, а моя левая рука.
Я не принимаю участия в работе. Не странно звучит?
> Если вы говорите о работе против сил электростатического отталкивания, то можно сказать, что эту работу совершает проекция силы Лоренца,
С этим я согласен. Так говорить более правильно.
Но когда рисуют силы, приложенные к заряду, обычно силу Л. рисуют перпендикулярно проводнику.
Т.е. Силой Л. фактически называют ее проекцию.
> но в то-же время другая проекция силы Лоренца совершает отрицательную работу. И полная работа силы Лоренца получается равной нулю.
Но механическая сила, приложена перпендикулярно проводнику.
Поэтому она не может сдвинуть заряд вдоль проводника.
Кто же совершил работу?


> > > > Встречный вопрос.
> > > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> > Вопрос остался:
> > > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
Вы можете не задавать мне вопросы, а ответить на мой?


> > > > > Встречный вопрос.
> > > > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> > > Вопрос остался:
> > > > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> Вы можете не задавать мне вопросы, а ответить на мой?

Конечно, могу. Правда "чуть выше" для меня не очень понятное целеуказание (было бы неплохо, чтобы Вы вставляли ссылку на это "чуть выше"), поэтому я опишу приблизительно, как работает генератор, представляющий собой проводящую замкнутую рамку, вращающуюся в постоянном магнитном поле.

Вращение рамки в конечном итоге представляет собой деформацию структуры рамки (кристаллической решетки), т.е. изменение расстояний между узлами. Эта деформация происходит вследствие воздействия внешних сил электромагнитной природы. Но при рассмотрении явлений на макроскопическом уровне эти силы называют механическими, а изменение энергии взаимодействия узлов решетки называют энергией упругой деформации.

При хаотическом тепловом движении свободных носителей заряда (электронов проводимости) указанные деформации приводят к локальным изменениям энергии носителей, однако в среднем изменение равно нулю (если пренебречь повышением среднеквадратичной скорости, т.е. тепловыми потерями). Однако при наличии магнитного поля, изменяющего импульсы носителей таким образом, что их движение приобретает ненулевую среднюю компоненту по отношению к решетке, указанное движение равносильно ненулевому потоку энергии. Иными словами, происходит передача работы от внешнего источника к носителям заряда. Про передачу работы в механизмах и ее связь с деформацией можно почитать в учебнике Хайкин С.Е. Физические основы механики. гл. IV "Работа и энергия" §34 "Передача работы".

Совершенно очевидно, что в случае неподвижного идеализированного проводника также имеет место тепловое движение носителей заряда, поэтому их импульсы также будут меняться под действием внешнего постоянного однородного магнитного поля. Однако в этом случае генератор работать не будет. Надо объяснять, почему?

Что касается работы силы Лоренца. При движении заряда со скростью в электромагнитном поле работа, совершаемая силой Лоренца в единицу времени, равна

Поскольку

то очевидно, что работу совершает лишь "электрическая часть" силы Лоренца.

Поэтому очевидно, что упомянутая выше передача работы осуществляется именно электрической частью поля взаимодействия свободных зарядов и узлов решетки.

Приблизительно так. Если я в чем ошибся или неудачно сформулирвал - поправляйте, обсудим.


> > > > > > Встречный вопрос.
> > > > > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> > > > Вопрос остался:
> > > > > > Как же, по-вашему, работает генератор, описанный чуть выше?
> > Вы можете не задавать мне вопросы, а ответить на мой?

> Конечно, могу. Правда "чуть выше" для меня не очень понятное целеуказание (было бы неплохо, чтобы Вы вставляли ссылку на это "чуть выше"),
В №59179, где впервые был задан этот вопрос, чуть выше было:
"Пусть движение отрезка провода со скоростью V в постоянном магнитном поле обеспечивает
внешняя механическая сила. На концах провода создается разность потенциалов."
Чтобы пояснить, как работает генератор, нужно показать, какие силы создают эту разность
потенциалов, заставляя заряды двигаться против электрического поля уже разделенных зарядов.
(Вращение рамки - это другая задача, о которой речь не идет).
> Что касается работы силы Лоренца. При движении заряда со скростью в электромагнитном поле работа, совершаемая силой Лоренца в единицу времени, равна

>

> Поскольку

>

> то очевидно, что работу совершает лишь "электрическая часть" силы Лоренца.

"электрическая часть" не может двигать заряд против поля.

> Приблизительно так. Если я в чем ошибся или неудачно сформулирвал - поправляйте, обсудим.

Хотелось бы видеть диаграмму сил, приложенных к заряду и указать ту силу,
которая двигает его против поля. Тогда будет очевидно. А пока нет.


> > в любой момент времени бесконечно малое смещение заряда ds направлено перпендикулярно силе Лоренца. Сила Лоренца не принимает участия в этом перемещении.

> Как не принимает? Если ее чать(проекция) эту работу делает?
Наведите порядок в вашей голове.
Я сейчас говорю о бесконечно малом смещении, а не о работе.
Смещение перпендикулярно силе Лоренца.

> По аналогии: работу совершаю не я, а моя левая рука.
> Я не принимаю участия в работе. Не странно звучит?
Есть такая наука -- физика. И есть её часть -- механика.
Так вот, в науке не принято пользоваться аналогиями.
Есть строгие определения. Есть математические формулы.
Согласно им, сила Лоренца работы не совершает.

Аналогии обсуждайте на философском форуме -- там вас поймут.

> > Если вы говорите о работе против сил электростатического отталкивания, то можно сказать, что эту работу совершает проекция силы Лоренца,
> С этим я согласен. Так говорить более правильно.
На мой взгляд так говорить неправильно, ибо, если следовать такому подходу, любая ненулевая сила при ненулевой скорости "совершает работу".
В механике имеется строгое определение работы данной силы.

> Но когда рисуют силы, приложенные к заряду, обычно силу Л. рисуют перпендикулярно проводнику.
Ну во-первых вы наверное имеете ввиду "параллельно"?
Во-вторых что значит "Обычно"? Где вы такое увидели?
Силу Лоренца должны рисовать перпендикулярно скорости и только так.
> Т.е. Силой Л. фактически называют ее проекцию.
Извините, но я вам не верю. Скажите, где вы такое увидели.
> > но в то-же время другая проекция силы Лоренца совершает отрицательную работу. И полная работа силы Лоренца получается равной нулю.
> Но механическая сила, приложена перпендикулярно проводнику.
> Поэтому она не может сдвинуть заряд вдоль проводника.
> Кто же совершил работу?
Я уже обращал ваше внимание, что скорость заряда не направлена параллельно проводнику.
Скорость заряда перпендикулярна силе Лоренца и не перпендикулярна "механической силе".
Таким образом работу совершает именно механическая сила.


> "Пусть движение отрезка провода со скоростью V в постоянном магнитном поле обеспечивает
> внешняя механическая сила. На концах провода создается разность потенциалов."
> Чтобы пояснить, как работает генератор, нужно показать, какие силы создают эту разность
> потенциалов, заставляя заряды двигаться против электрического поля уже разделенных зарядов.
> (Вращение рамки - это другая задача, о которой речь не идет).

А принципиальной разницы со случаем замкнутой рамки нет - кроме того, что такой генератор будет генерировать в лучшем случае вихревые токи. Силы электромагнитные. Какие именно - я объяснял выше.

> > Что касается работы силы Лоренца. При движении заряда со скростью в электромагнитном поле работа, совершаемая силой Лоренца в единицу времени, равна

> >

> > Поскольку

> >

> > то очевидно, что работу совершает лишь "электрическая часть" силы Лоренца.

> "электрическая часть" не может двигать заряд против поля.

Против какого поля? Если Вы имеете в виду, что электроны проводимости не могут двигаться против поля, которое проявляется в упоминаемой разности потенциалов (возникающей из-за разделения зарядов), под действием этой разности потенциалов, то возражений нет. Но я такого и не утверждал.

Кстати, напишите Ваш вариант выражения, определяющего работу силы Лоренца.

> > Приблизительно так. Если я в чем ошибся или неудачно сформулирвал - поправляйте, обсудим.

> Хотелось бы видеть диаграмму сил, приложенных к заряду и указать ту силу,
> которая двигает его против поля. Тогда будет очевидно. А пока нет.

Это не поправки и не возражения. Предлагаю и Вам поучаствовать. Нарисуйте диаграмму сил, демонстрирующую, почему электроны проводимости внутри проводника движутся со скоростью , значение которой предполагается подставлять в формулу силы Лоренца. А я добавлю то, что Вы попросили.


> > > Если вы говорите о работе против сил электростатического отталкивания, то можно сказать, что эту работу совершает проекция силы Лоренца,
> > С этим я согласен. Так говорить более правильно.
> На мой взгляд так говорить неправильно, ибо, если следовать такому подходу, любая ненулевая сила при ненулевой скорости "совершает работу".
Ну вот, стоило мне с Вами согласиться, а Вы отступаете :-(
Криминала я не вижу. Только не "любая ненулевая сила", а проекция любой силы.
> В механике имеется строгое определение работы данной силы.
По нему мы и действуем. Заменили 1 силу двумя (ее проекциями, имеем на это право,как на тушенку:-)
и рассматриваем работу этих сил.
> > Но когда рисуют силы, приложенные к заряду, обычно силу Л. рисуют перпендикулярно проводнику.
> Ну во-первых вы наверное имеете ввиду "параллельно"?
Вы правы. Оговорился. Хотел сказать: перпендикулярно скорости проводника.
> Во-вторых что значит "Обычно"? Где вы такое увидели?
> Силу Лоренца должны рисовать перпендикулярно скорости и только так.
> > Т.е. Силой Л. фактически называют ее проекцию.
> Извините, но я вам не верю. Скажите, где вы такое увидели.
Так сразу не вспомню. Пока можете это игнорировать.
> > > но в то-же время другая проекция силы Лоренца совершает отрицательную работу. И полная работа силы Лоренца получается равной нулю.
> > Но механическая сила, приложена перпендикулярно проводнику.
> > Поэтому она не может сдвинуть заряд вдоль проводника.
> > Кто же совершил работу?
> Я уже обращал ваше внимание, что скорость заряда не направлена параллельно проводнику.
И, насколько я помню, я не возражал и обратного не утверждал.
> Скорость заряда перпендикулярна силе Лоренца и не перпендикулярна "механической силе".
> Таким образом работу совершает именно механическая сила.
Мне очень нравится Ваша принципиальность в терминологии, и я хотел бы за Вами следовать.
Но физический смысл при этом как-то ускользает.
Если сила Л. не совершает работу, то она не нужна. Уберем ее, выключив м.поле.
Будет разделение зарядов? Очевидно, нет.
Если мех.сила приложена перпендикулярно проводнику,
то почему она двигает заряды вдоль проводника?


> Если сила Л. не совершает работу, то она не нужна. Уберем ее, выключив м.поле.
> Будет разделение зарядов? Очевидно, нет.

Давайте по другому: магнитное поле оставим, а проводник оставим неподвижным. Электроны в проводнике двигаются (тепловое движение)? Сила Лоренца действует? Работу совершает? Проводник нагревается?

Еще одно соображение. Пусть внешняя механическая сила не совершает работу, предоставив эту почетную обязанность силе Лоренца (ее части qvB). Ток протекает, цепь нагревается. Откуда берется тепло (энергия)? Энергия чего уменьшается?

> Если мех.сила приложена перпендикулярно проводнику,
> то почему она двигает заряды вдоль проводника?

Если частица движется по окружности, то центростремительная сила двигает частицу перпендикулярно к (касательной к) окружности. Почему?

Но механическая сила, приложенная к проводнику, заряды вдоль проводника не двигает. Это вообще не очень удачная формулировка: сила приложена к макроскопическому телу, а двигает микроскопические объекты. Сила, которую Вы подразумеваете, приложена ли она к любому из электронов, двигающихся вдоль проводника?


> > Если сила Л. не совершает работу, то она не нужна. Уберем ее, выключив м.поле.
> > Будет разделение зарядов? Очевидно, нет.

> Давайте по другому: магнитное поле оставим, а проводник оставим неподвижным. Электроны в проводнике двигаются (тепловое движение)? Сила Лоренца действует? Работу совершает? Проводник нагревается?
да,да,нет,нет. И что?
Странная у Вас манера ответа.
Вместо решения предложенной задачи предлагать другие условия и вопросы.
Давайте по другому: Вы даете свое решение моей задачи и не уводите дело в сторону
лишними вопросами.

> Еще одно соображение. Пусть внешняя механическая сила не совершает работу,
Я этого не говорил.
> предоставив эту почетную обязанность силе Лоренца (ее части qvB).
Уточним, проекции силы Лоренца
> Ток протекает, цепь нагревается. Откуда берется тепло (энергия)? Энергия чего уменьшается?
Ну, например, кинетическая энергия проводника. И что?
А, может, и энергия источника м.поля. И что?
> > Если мех.сила приложена перпендикулярно проводнику,
> > то почему она двигает заряды вдоль проводника?

> Но механическая сила, приложенная к проводнику, заряды вдоль проводника не двигает.
А как заряды оказались на концах проводника?
> Это вообще не очень удачная формулировка: сила приложена к макроскопическому телу, а двигает микроскопические объекты. Сила, которую Вы подразумеваете, приложена ли она к любому из электронов, двигающихся вдоль проводника?
Конечно. К любому элементу проводника. И должна его двигать вместе с другими силами.
Еще раз. Дополнительные вопросы будем обсуждать после Вашего решения.


> > > Если сила Л. не совершает работу, то она не нужна. Уберем ее, выключив м.поле.
> > > Будет разделение зарядов? Очевидно, нет.

> > Давайте по другому: магнитное поле оставим, а проводник оставим неподвижным. Электроны в проводнике двигаются (тепловое движение)? Сила Лоренца действует? Работу совершает? Проводник нагревается?
> да,да,нет,нет. И что?

Соединим мои вопросы и Ваши ответы:

1) Электроны в проводнике двигаются (тепловое движение)? Да.
2) Сила Лоренца действует? Да.
3) Работу (сила Лоренца) совершает? Нет.
В последнем вопросе я позволил себе уточнить его формулировку; надеюсь, Вы именно такую формулировку и подразумевали, давая ответ.

Итак, из Ваших ответов следует: скорость произвольно выбранного электрона не равна нулю, на него действует сила Лоренца (имеется в виду вклад в силу Лоренца со стороны магнитного поля), но работу эта сила не совершает. Совершенно согласен. ЧТД.

> Странная у Вас манера ответа.
> Вместо решения предложенной задачи предлагать другие условия и вопросы.

В чем принципиально с точки зрения действия силы отличается эти условия задачи (неподвижный проводник) от задачи о движении проводника? Замечу, что тепловое движение электронов как в случае отсутствия магнитного поля, так и в случае его наличия имеет место быть и происходит отнюдь не по окружности; имеет место и электрическое поле, действующее на носители заряда.

> Давайте по другому: Вы даете свое решение моей задачи и не уводите дело в сторону лишними вопросами.

Мое решение.

> > Еще одно соображение. Пусть внешняя механическая сила не совершает работу,
> Я этого не говорил.

Это я сказал, а не Вы. "Пусть" означает не окончательное утверждение, но предположение. Мы имеем право его сделать, подразумевая, что оно может оказаться и неверным.

> > предоставив эту почетную обязанность силе Лоренца (ее части qvB).
> Уточним, проекции силы Лоренца
> > Ток протекает, цепь нагревается. Откуда берется тепло (энергия)? Энергия чего уменьшается?
> Ну, например, кинетическая энергия проводника. И что?

То, что проводник приобрел кинетическую энергию за счет внешнего источника, и либо пополняет ее запас за счет того же источника, либо исчерпает его и остановится. В любом случае, это нагревание происходит не за счет магнитного поля, о чем и шла речь, и что Вы пытаетесь опровергнуть.

> А, может, и энергия источника м.поля. И что?

Энергия источника магнтного поля - нечеткое понятие. Но если уменьшается энергия источника магнитного поля - например, постоянного магнита, то хотелось бы либо получить от Вас подтверждение такого предположения в виде указания, пополняется ли энергия постоянного магнита, а если нет, то каковы ее запасы. Либо получить от Вас опровержение утверждения "А, может, и энергия источника м.поля" как необоснованного. Во втором случае останется полагать, что магнитное поле не изменяет энергию носителей заряда.

> > > Если мех.сила приложена перпендикулярно проводнику,
> > > то почему она двигает заряды вдоль проводника?

> > Но механическая сила, приложенная к проводнику, заряды вдоль проводника не двигает.
> А как заряды оказались на концах проводника?

Читайте мое решение.

> > Это вообще не очень удачная формулировка: сила приложена к макроскопическому телу, а двигает микроскопические объекты. Сила, которую Вы подразумеваете, приложена ли она к любому из электронов, двигающихся вдоль проводника?
> Конечно. К любому элементу проводника. И должна его двигать вместе с другими силами.

Последую еще раз Вашей методике: нарисуйте и распишите силы, действующие на любой элемент проводника. Возьмем грубую схему: проводник представляет собой куб со стороной один метр. Сила приложена к одной из граней. Где-то во глубине кубинных масс движется электрон. Объясните, как приложенная к одной из граней сила приложена к этому электрону, и каким образом этот электрон получает ненулевую среднюю скорость движения, совпадающую по направлению со скоростью движения центра масс кубика.

И уточните, что это за "другие силы".

> Еще раз. Дополнительные вопросы будем обсуждать после Вашего решения.

Мое решение. Если оно Вам непонятно/не нравится, я готов признать, что это решение неудовлетворительно (для Вас, по крайней мере). На этом обсуждение моего решения закончится и наступит очередь предложить Вам свое решение, причем с учетом тех замечений, которые я приводил (чтобы не повторяться). Наступил ли такой момент - решать Вам.

А может быть, мы спорим не о том? Может быть, электрическая мощность идеального генератора равна мощности источника, заставляющего проводник двигаться в магнитном поле постоянного магнита?


> > Странная у Вас манера ответа.
> > Вместо решения предложенной задачи предлагать другие условия и вопросы.
> > Давайте по другому: Вы даете свое решение моей задачи и не уводите дело в сторону лишними вопросами.
> Мое решение. Если оно Вам непонятно/не нравится, я готов признать, что это решение неудовлетворительно (для Вас, по крайней мере).
Там вообще нет решения моей задачи. Я уже об этом писал.
1.Рамка-другая задача.
2."очевидно, что работу совершает лишь "электрическая часть" силы Лоренца."-неправильное заявление.
"электрическая часть" силы Лоренца не может двигать заряды против поля.
3.Приведенная формула не доказывает, что работу не может совершить проекция силы Л.
4.Не приведена диаграмма сил, которая могла бы дать решение.

> На этом обсуждение моего решения закончится и наступит очередь предложить Вам свое решение, причем с учетом тех замечений, которые я приводил (чтобы не повторяться). Наступил ли такой момент - решать Вам.

Я не записывался в очередь на решение. Я хотел получить его на форуме.


> > > Странная у Вас манера ответа.
> > > Вместо решения предложенной задачи предлагать другие условия и вопросы.
> > > Давайте по другому: Вы даете свое решение моей задачи и не уводите дело в сторону лишними вопросами.

Я привел решение, оно Вас не удовлетворило. Вы высказали свои возражения против моего решения, однако мне они не полностью понятны. Поэтому я задал вопросы для лучшего понимания мной Ваших возражений. Вот и вся манера.

Поэтому я повторю вопросы, а Вы, если сочтете нужным, дадите соответствующие разъяснения по Вашим возражениям. Не сочтете нужным - тоже не беда; Вы поищете ответ в другом месте, а наш бег по кругу прекратится.

> > Мое решение. Если оно Вам непонятно/не нравится, я готов признать, что это решение неудовлетворительно (для Вас, по крайней мере).
> Там вообще нет решения моей задачи. Я уже об этом писал.
> 1.Рамка-другая задача.

Я не давал решение с инженерными формулами, но лишь грубое, качественное объяснение. В чем именно состоит принципиальное отличие от Вашей задачи, с Вашей точки зрения влияющее на механизм произведения работы над носителями заряда?

> 2."очевидно, что работу совершает лишь "электрическая часть" силы Лоренца."-неправильное заявление.

"Очевидно, что... - неверно" и все на этом - голословное утверждение. Что именно неправильно?

> "электрическая часть" силы Лоренца не может двигать заряды против поля.

Против какого поля?

> 3.Приведенная формула не доказывает, что работу не может совершить проекция силы Л.

Если Вы имеете в виду формулы


то они как раз очень точно доказывают, что сила не может совершать работу. Как бы не двигалась заряженная частица, эта сила всегда будет перпендикулярна вектору скорости.

Теперь вопрос: о какой проекции силы Лоренца Вы говорите? Проекция силы на вектор бесконечно малого перемещения всегда равна нулю, поэтому

> 4.Не приведена диаграмма сил, которая могла бы дать решение.

Диаграмма сил - не единственный путь решения задач. Возьмите, к примеру, задачу на упругое центральное столкновение.

> Я не записывался в очередь на решение. Я хотел получить его на форуме.

См. выше. Если у Вас нет решения, то полезно попробовать самому порешать (и помощь привлечь, если не получается). Если у Вас есть решение - то что же Вы хотели получить на форуме?



> Если сила Л. не совершает работу, то она не нужна. Уберем ее, выключив м.поле.
> Будет разделение зарядов? Очевидно, нет.
> Если мех.сила приложена перпендикулярно проводнику,
> то почему она двигает заряды вдоль проводника?


Предлагаю совершить мысленный эксперимент, объясняющий действие сил Лоренца в проводнике.

1.В вакууме в однородном постоянном магнитном поле, перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, движется проводник со скоростью V.
2. Над проводником, с той-же скоростью V, летят две +, - одинаково заряженные частицы, равной массы.
3. Расстояние между частицами очень мало в сравнении с размерами проводника.
4. В магнитном поле движение зарядов будет происходить по круговым траекториям.
5. Первый раз, мы наблюдаем систему сверху-вниз в момент времени t0. См. рисунок
6. Второй раз мы наблюдаем систему сверху-вниз в момент времени t2. И видим, что в результате действий сил Лоренца, заряды совершили определенное движение, -- разошлись на Δl, используя свои импульсы mV .
7. Между ними возникло электрическое поле Е.
8. Заряды будут расходится до тех пор, покуда электрическое поле,возникшее между зарядами, не уравновесится кинетической энергией разлета зарядов, вызванной действием сил Лоренца.

Выводы:
1. Подобные движения должны совершать и электроны в проводнике, используя только свою кинетическую энергию, которую они получили при стороннем механическом разгоне проводника до скорости V.
2. При своих круговых движениях в проводнике, электроны сталкиваются с атомами кристаллической решетки -- теряя свою кинетическую энергию, и вновь ее приобретая от массы движущегося проводника!
3. Разница ΔA идет на разогрев проводника, и на движение зарядов против сил электрического поля, т.е на создание ЭДС.

P.S. Не вызывает-же ни у кого протест тот факт, что лежащая на столе 1кг гиря не совершает работы, хотя на нее и действует сила притяжения!

И еще один мысленный эксперимент, который дает однозначный ответ на вопрос: производит сила Лоренца работу или нет?
Пусть в МП перпендикулярно силовым линиям В влетает электрон и начинает ∞ движение по замкнутой круговой траектории. Следовательно, МП будет ∞ долго совершать работу по удержанию электрона на круговой "орбите"?!


Ошибки в рассуждениях:

> 4. В магнитном поле движение зарядов будет происходить по круговым траекториям.

Магнитным полем движущихся зарядов мы вправе пренебречь, полагая внешнее поле существенно более сильным, чем м.поле зарядов. Однако мы не вправе пренебречь тем, что заряды создают как минимум Кулоновское поле, пока не оговорим расстояние между зарядами. Поэтому утверждение, что заряды будут двигаться по окружностям, не обосновано.

Кстати, что это за положительный заряд, который движется? Вы рассматриваете ток в электролите или в плазме?

> 6. Второй раз мы наблюдаем систему сверху-вниз в момент времени t2. И видим, что в результате действий сил Лоренца, заряды совершили определенное движение, -- разошлись на Δl, используя свои импульсы mV .

Опять же не учтено электрическое поле зарядов.

> 7. Между ними возникло электрическое поле Е.

Почему это оно "возникло", и почему "между зарядами"? В пространстве между зарядами? Или имеется в виду аналогия с выражением "взаимодействие между зарядами" (хотя лучше сказать "взаимодействие зарядов")?

Электрическое поле неподвижного точечного заряда в точке, задаваемой радиус-вектором (проведенным из точки, где находится заряд, в точку, где определяется напряженность поля), определяется как

Рассматривать геометрическое совпадение зарядов (в момент времени или в любой другой момент времени) просто некорректно.

> 8. Заряды будут расходится до тех пор, покуда электрическое поле,возникшее между зарядами, не уравновесится кинетической энергией разлета зарядов, вызванной действием сил Лоренца.

Еще раз:
- поле не "возникло", оно меняется при изменении относительного положения зарядов;
- сила не изменяет кинетическую энергию заряда;
- увеличение расстояния между разноименными зарядами соответствует увеличению энергии электростатического поля (энергии электростатического взаимодействия зарядов); на увеличение этой энергии затрачивается кинетическая энергия движущегося заряда. Магнитное поле может лишь внести свои коррективы в траекторию движения, но не в энергетику.


> Выводы:
> 1. Подобные движения должны совершать и электроны в проводнике, используя только свою кинетическую энергию, которую они получили при стороннем механическом разгоне проводника до скорости V.

Электроны проводимости движутся в проводнике и без приложения внешних механических сил к проводнику. Как быть с действием магнитного поля на движущиеся электроны в этом случае?

> 2. При своих круговых движениях в проводнике, электроны сталкиваются с атомами кристаллической решетки -- теряя свою кинетическую энергию, и вновь ее приобретая от массы движущегося проводника!

О круговом движении сказано выше.

Приобретение КЭ от массы - это новое слово в физике.

> 3. Разница ΔA идет на разогрев проводника, и на движение зарядов против сил электрического поля, т.е на создание ЭДС.
>
> P.S. Не вызывает-же ни у кого протест тот факт, что лежащая на столе 1кг гиря не совершает работы, хотя на нее и действует сила притяжения!

Ни у кого. У меня, например, не вызывает протеста также тот факт, что центростремительная сила, дейтствующая на движущееся по окружности тело, тоже не совершает работы, хотя в отличие случая с гирей имеет место не только не равная нулю сила, но и не равное нулю перемещение.

> И еще один мысленный эксперимент, который дает однозначный ответ на вопрос: производит сила Лоренца работу или нет?
> Пусть в МП перпендикулярно силовым линиям В влетает электрон и начинает ∞ движение по замкнутой круговой траектории. Следовательно, МП будет ∞ долго совершать работу по удержанию электрона на круговой "орбите"?!

Если хочется так сформулировать: работу по удержанию электрона на круговой "орбите" - то да, "будет". Другое дело, что при движении по круговой траектории в поле центральных сил энергия тела не меняется, поэтому совершать работу для сохранения этой траектории не надо. Но это так, мелочи...


>
> > Если сила Л. не совершает работу, то она не нужна. Уберем ее, выключив м.поле.
> > Будет разделение зарядов? Очевидно, нет.
> > Если мех.сила приложена перпендикулярно проводнику,
> > то почему она двигает заряды вдоль проводника?

>
> Предлагаю совершить мысленный эксперимент, объясняющий действие сил Лоренца в проводнике.
Хорошая мысль, но Ваш эксперимент не очень.
Вы сильно усложнили и исказили исходную задачу.
+заряды решетки не движутся по кругу.
Чтобы упростить картину, сначала в проводнике нужно сделать макроскопическое усреднение.
Мы получим, что в постоянном поле от +зарядов находятся неподвижные относительно проводника электроны.(Аналог газа в сосуде).
При движении проводника в м.поле часть электронов перемещается в конец проводника против поля
тех электронов, которые там оказались раньше.
Какая сила при этом совершает работу?
И не надо говорить о энергии. Это другой вопрос.



> >
> > Предлагаю совершить мысленный эксперимент, объясняющий действие сил Лоренца в проводнике.
> Хорошая мысль, но Ваш эксперимент не очень.
> Вы сильно усложнили и исказили исходную задачу.

Рисунок наглядно и просто(?) демонстрирует разделение свободных зарядов движущихся в МП, которое производит только величина их количества движения mV.Из опыта видно, что удаляться заряды будут друг от друга, используя только импульсы своего движения, для преодоления кулоновских сил.
О движении зарядов в проводнике упоминается только в выводах эксперимента!
> +заряды решетки не движутся по кругу.
О движении + ионах проводника по кругу не говорилось!
> Чтобы упростить картину, сначала в проводнике нужно сделать макроскопическое усреднение.
> Мы получим, что в постоянном поле от +зарядов находятся неподвижные относительно проводника электроны.(Аналог газа в сосуде).
> При движении проводника в м.поле часть электронов перемещается в конец проводника против поля
> тех электронов, которые там оказались раньше.
Их и перемещает их собственный импульс mV, который они и получили вместе с проводником, при его разгоне сторонними силами до скорости V
> Какая сила при этом совершает работу?
Вы не хотели упоминать о кинетической энергии m*V2/2 электронов. А без нее то и не выходит разделение зарядов в движущемся отрезке проводника в МП!!!
> И не надо говорить о энергии. Это другой вопрос.
Энергия МП не используется для разделения зарядов, энергию электроны получают в своем движении от кинетической энергии проводника.
Так, что Сила Лоренца не совершает работу!!!


> Рисунок наглядно и просто(?) демонстрирует разделение свободных зарядов движущихся в МП, которое производит только величина их количества движения mV.Из опыта видно, что удаляться заряды будут друг от друга, используя только импульсы своего движения, для преодоления кулоновских сил.

"Преодоление сил" - неясный термин. Тело движется с ускорением под действием силы. Чтобы перемещение происходило в направлении, не совпадающем с направлением силы (ускорения), необходимо, чтобы тело имело начальную скорость в направлении, не совпадающем с направлением силы (ускорения). В этом смысле можно сказать о преодолении силы количеством движения. Но лучше формулировать построже, дабы избежать ненужных споров.

> > +заряды решетки не движутся по кругу.
> О движении + ионах проводника по кругу не говорилось!

У Вас шла речь о движении положительно заряженых частиц по кругу. Вы не пояснили, о каких положительно заряженных частицах речь - отсюда и законные вопрос.

> > Чтобы упростить картину, сначала в проводнике нужно сделать макроскопическое усреднение.
> > Мы получим, что в постоянном поле от +зарядов находятся неподвижные относительно проводника электроны.(Аналог газа в сосуде).
> > При движении проводника в м.поле часть электронов перемещается в конец проводника против поля
> > тех электронов, которые там оказались раньше.
> Их и перемещает их собственный импульс mV, который они и получили вместе с проводником, при его разгоне сторонними силами до скорости V

Опять неудачная формулировка. Импульс ничего не перемещает. Импульс и есть одна из характеристик движения (перемещения). Вопрос в том, почему равный в среднем нулю импульс зарядов, находящихся в тепловом движении, становится не равным нулю в среднем, приводя к протеканию тока или хотя бы к эффекту Холла.

> > Какая сила при этом совершает работу?
> Вы не хотели упоминать о кинетической энергии m*V2/2 электронов. А без нее то и не выходит разделение зарядов в движущемся отрезке проводника в МП!!!

Уточняйте, какую скорость Вы имеете в виду, и каково "происхождение этой скорости". Происхождение ее - ускорение под действием внешних сил, движущих проводник. Вот они-то и совершают работу.

> > И не надо говорить о энергии. Это другой вопрос.
> Энергия МП не используется для разделения зарядов, энергию электроны получают в своем движении от кинетической энергии проводника.
> Так, что Сила Лоренца не совершает работу!!!

Ну вот, наконец-то... Осталось лишь выяснить роль магнитного поля и силы qvB в рассматриваемых явлениях.


> Ошибки в рассуждениях:

Ошибки нужны для эволюции!!!

> Магнитным полем движущихся зарядов мы вправе пренебречь, полагая внешнее поле существенно более сильным, чем м.поле зарядов. Однако мы не вправе пренебречь тем, что заряды создают как минимум Кулоновское поле, пока не оговорим расстояние между зарядами. Поэтому утверждение, что заряды будут двигаться по окружностям, не обосновано.
Согласен, согласен с замечанием! Но что ни сделаешь ради простоты и наглядности!
> Кстати, что это за положительный заряд, который движется? Вы рассматриваете ток в электролите или в плазме?
позитрон в вакууме :+)
> > 6. Второй раз мы наблюдаем систему сверху-вниз в момент времени t2. И видим, что в результате действий сил Лоренца, заряды совершили определенное движение, -- разошлись на Δl, используя свои импульсы mV .
> Опять же не учтено электрическое поле зарядов.
Об электрическом поле упоминается в п.7. НУ не все-же сразу громоздить в одном предложении.
> > 7. Между ними возникло электрическое поле Е.
Нет пределу совершенства! Сконфужен, да-с! Поле вокруг заряда существует всегда. Увлекся описанием, пренебрег "мелочами"...
> Почему это оно "возникло", и почему "между зарядами"? В пространстве между зарядами? Или имеется в виду аналогия с выражением "взаимодействие между зарядами" (хотя лучше сказать "взаимодействие зарядов")?
Оппонент нужен для роста! Мотаем на ус!

> Рассматривать геометрическое совпадение зарядов (в момент времени или в любой другой момент времени) просто некорректно.
Мы начали рассматривать систему в момент времени t0 и нам безразлично, что было до этого с системой! Хотя б наполовину прав!!!
> > 8. Заряды будут расходится до тех пор, покуда электрическое поле,возникшее между зарядами, не уравновесится кинетической энергией разлета зарядов, вызванной действием сил Лоренца.
8. Заряды будут расходится до тех пор, покуда электрическое поле, действующее между зарядами, не уравновесится кинетической энергией разлета зарядов, вызванной действием сил Лоренца. Так лучше?

> Еще раз:
> - поле не "возникло", оно меняется при изменении относительного положения зарядов;
> - сила не изменяет кинетическую энергию заряда;
Вы увлеклись "бичеванием" и пропустили или не заметили то ,что я как раз, НАОБОРОТ, пытаюсь доказать, что сила Лоренца работу-то и не производит!
> - увеличение расстояния между разноименными зарядами соответствует увеличению энергии электростатического поля (энергии электростатического взаимодействия зарядов); на увеличение этой энергии затрачивается кинетическая энергия движущегося заряда. Магнитное поле может лишь внести свои коррективы в траекторию движения, но не в энергетику.
Я то это и доказывал и доказываю. Ну почему вы этого не заметили?

>
> > Выводы:
> > 1. Подобные движения должны совершать и электроны в проводнике, используя только свою кинетическую энергию, которую они получили при стороннем механическом разгоне проводника до скорости V.

> Электроны проводимости движутся в проводнике и без приложения внешних механических сил к проводнику. Как быть с действием магнитного поля на движущиеся электроны в этом случае?
Не мне это Вам объяснять! Результирующая скорость теплового движения электронов в проводнике = 0, но при движении в пространстве проводника со скоростью V -- результирующая скорость каждого электрона, также = v!
> > 2. При своих круговых движениях в проводнике, электроны сталкиваются с атомами кристаллической решетки -- теряя свою кинетическую энергию, и вновь ее приобретая от массы движущегося проводника!

> О круговом движении сказано выше.

> Приобретение КЭ от массы - это новое слово в физике.
от массы движущегося проводника = m*V2/2. Так без возражений? В Библии сказано " не будь слишком строгим" (Соломон)

> > 3. Разница ΔA идет на разогрев проводника, и на движение зарядов против сил электрического поля, т.е на создание ЭДС.
> >
> > P.S. Не вызывает-же ни у кого протест тот факт, что лежащая на столе 1кг гиря не совершает работы, хотя на нее и действует сила притяжения!

> Ни у кого. У меня, например, не вызывает протеста также тот факт, что центростремительная сила, дейтствующая на движущееся по окружности тело, тоже не совершает работы, хотя в отличие случая с гирей имеет место не только не равная нулю сила, но и не равное нулю перемещение.
>
> > И еще один мысленный эксперимент, который дает однозначный ответ на вопрос: производит сила Лоренца работу или нет?
> > Пусть в МП перпендикулярно силовым линиям В влетает электрон и начинает ∞ движение по замкнутой круговой траектории. Следовательно, МП будет ∞ долго совершать работу по удержанию электрона на круговой "орбите"?!

А отсюда -- неверность нашего предположения, что сила Лоренца может работать. Так сказать , доказательство от противного...

> Если хочется так сформулировать: работу по удержанию электрона на круговой "орбите" - то да, "будет". Другое дело, что при движении по круговой траектории в поле центральных сил энергия тела не меняется, поэтому совершать работу для сохранения этой траектории не надо. Но это так, мелочи...
Жаль, что в заглавии темы не написал "Сила Лоренца работы не производит!" Так бы уберег Ваше и свое время!
С уважением за проявленную заботу об истинах!


> > Ошибки в рассуждениях:

> Ошибки нужны для эволюции!!!

Вы уверены? Представьте себе, что не было бы мутаций, вызывающих "ошибки", а только мутации, приводящие к прогрессу?

> > Кстати, что это за положительный заряд, который движется? Вы рассматриваете ток в электролите или в плазме?
> позитрон в вакууме :+)

Ага. А я думал, речь идет о позитороне в движущемся антипроводнике.

> Оппонент нужен для роста! Мотаем на ус!

Ростите большим и красивым...

> Мы начали рассматривать систему в момент времени t0 и нам безразлично, что было до этого с системой! Хотя б наполовину прав!!!

Как бы Вы не рассматривали систему, но рассматривать геометрическое совпадение зарядов некорректно - с точки зрения физики.

> > > 8. Заряды будут расходится до тех пор, покуда электрическое поле,возникшее между зарядами, не уравновесится кинетической энергией разлета зарядов, вызванной действием сил Лоренца.
> 8. Заряды будут расходится до тех пор, покуда электрическое поле, действующее между зарядами, не уравновесится кинетической энергией разлета зарядов, вызванной действием сил Лоренца. Так лучше?

Нет, не лучше. Уравновешиваются обычно силы. Можно применить этот термин и к другим величинам, к которым применим принцип суперпозиции. Но в любом случае говорить об уравновешивании электрического поля (обычно под этим подразумевают напряженность поля) и энергии - не то чтобы не лучше, а просто нехорошо.

> Вы увлеклись "бичеванием" и пропустили или не заметили то ,что я как раз, НАОБОРОТ, пытаюсь доказать, что сила Лоренца работу-то и не производит!

Это я заметил - Ваш вывод я прочитал. Только доказательства, основанные на неверных формулировках, немногого стоят. На тех, кому доказываете, однозначно произведут действие, противоположное тому, которого Вы хотите добиться.

> > - увеличение расстояния между разноименными зарядами соответствует увеличению энергии электростатического поля (энергии электростатического взаимодействия зарядов); на увеличение этой энергии затрачивается кинетическая энергия движущегося заряда. Магнитное поле может лишь внести свои коррективы в траекторию движения, но не в энергетику.
> Я то это и доказывал и доказываю. Ну почему вы этого не заметили?

Потому что я заметил вот эту Вашу фразу:
> > > 8. Заряды будут расходится до тех пор, покуда электрическое поле,возникшее между зарядами, не уравновесится кинетической энергией разлета зарядов, вызванной действием сил Лоренца.

Поскольку в этой ветке под силой Лоренца часто понимают (не без моего участия, вынужден признаться и сожалею об этой ошибке в формулировке) именно силу , а не , это приводит к разночтениям.

> > Электроны проводимости движутся в проводнике и без приложения внешних механических сил к проводнику. Как быть с действием магнитного поля на движущиеся электроны в этом случае?
> Не мне это Вам объяснять! Результирующая скорость теплового движения электронов в проводнике = 0, но при движении в пространстве проводника со скоростью V -- результирующая скорость каждого электрона, также = v!

Да, но как это объясняет действие магнитного поля на электроны в неподвижном проводнике. Это вопрос, впрочем, не столько Вам, сколько сторонникам идеи о том, что магнитное поле увеличивает энергию носителей заряда за счет работы силы qvB.

> > > 2. При своих круговых движениях в проводнике, электроны сталкиваются с атомами кристаллической решетки -- теряя свою кинетическую энергию, и вновь ее приобретая от массы движущегося проводника!

> от массы движущегося проводника = m*V2/2. Так без возражений?

> В Библии сказано " не будь слишком строгим" (Соломон)

В точных науках надо быть строгим. Не всегда получается - это да; но стремиться надо.

> А отсюда -- неверность нашего предположения, что сила Лоренца может работать. Так сказать , доказательство от противного...

Мне не очень понятен Ваш метод доказательства от противного. Одно дело - предположить некоторое обратное доказываемому утверждение верным. И совсем другое - вести доказательство с помощью неправильных утверждений.

> Жаль, что в заглавии темы не написал "Сила Лоренца работы не производит!" Так бы уберег Ваше и свое время!

Да я на заглавие внимания и не обратил...

> С уважением за проявленную заботу об истинах!

Пожалуйста.


>
> > >
> > > Предлагаю совершить мысленный эксперимент, объясняющий действие сил Лоренца в проводнике.
> > Хорошая мысль, но Ваш эксперимент не очень.
> > Вы сильно усложнили и исказили исходную задачу.

> Рисунок наглядно и просто(?) демонстрирует разделение свободных зарядов движущихся в МП, которое производит только величина их количества движения mV.Из опыта видно, что удаляться заряды будут друг от друга, используя только импульсы своего движения, для преодоления кулоновских сил.
Ничего не видно. Сначала они удаляются, а потом по кругу сойдутся. В среднем удаления нет.
> О движении зарядов в проводнике упоминается только в выводах эксперимента!
> > +заряды решетки не движутся по кругу.
> О движении + ионах проводника по кругу не говорилось!
На рисунке +заряд по кругу движется.
> > Чтобы упростить картину, сначала в проводнике нужно сделать макроскопическое усреднение.
> > Мы получим, что в постоянном поле от +зарядов находятся неподвижные относительно проводника электроны.(Аналог газа в сосуде).
> > При движении проводника в м.поле часть электронов перемещается в конец проводника против поля
> > тех электронов, которые там оказались раньше.
> Их и перемещает их собственный импульс mV, который они и получили вместе с проводником, при его разгоне сторонними силами до скорости V
Импульс перпендикулярен проводнику. А разделение зарядов вдоль проводника.
Перемещение идет не до исчерпания импульса, а до того, когда сила вновь образованного поля,
действующего на электрон, сравняется с силой Лоренца.

> > Какая сила при этом совершает работу?
> Вы не хотели упоминать о кинетической энергии m*V2/2 электронов. А без нее то и не выходит разделение зарядов в движущемся отрезке проводника в МП!!!
Я не говорил без нее. Я говорил, что действие сил можно описывать не упоминая о энергии.
Балланс энергии - это отдельный другой вопрос.
> > И не надо говорить о энергии. Это другой вопрос.
> Так, что Сила Лоренца не совершает работу!!!
Я уже уточнил, что работу совершает только часть силы Лоренца: ее проекция на направление проводника.
Так?


Ваши критические замечания к моим формулировкам, используемыми в описании опыта, принимаю как объективные.
Но идея наглядности опыта, для понимания разделения зарядов в движущемся в МП проводнике, имеет хоть малую полезность? Ведь "очень просто" наблюдается разделение движущихся зарядов.
Критикуя описание и изложение, Вы ни разу не упомянули о самом опыте. Имеет ли подобный опыт познавательный смысл?
В физике очень часто обращаются к мысленным экспериментам!

тчк


> Но идея наглядности опыта, для понимания разделения зарядов в движущемся в МП проводнике, имеет хоть малую полезность? Ведь "очень просто" наблюдается разделение движущихся зарядов.
> Критикуя описание и изложение, Вы ни разу не упомянули о самом опыте. Имеет ли подобный опыт познавательный смысл?
> В физике очень часто обращаются к мысленным экспериментам!

Да, конечно, обращаются. И Ваш опыт как прикидка имеет определенную пользу - в первую очередь для Вас. Надо только исправить явные ошибки.

Вы взялись отвечать NN, рисуя по его предложению диаграмму сил - то, что я сделать ленюсь. Ленюсь в числе прочего потому, что любая простая модель будет очень далека от реальности. Но коль Вы уже взялись за это, попробуйте для начала рассмотреть движение электронов в электронном газе при действии внешнего электростатического поля, которое будет симулировать внешнюю механическую силу. При этом можно представить проводник как цилиндр со стенками, от которых электроны отскакивают. Разумеется, это очень сильное огрубление, т.к. имеются еще и положительно заряженные атомы в кристаллической решетке.


Что-то я не понял, входная электрическая мощность электромотора все-таки конечной механической?


> Что-то я не понял, входная электрическая мощность электромотора все-таки конечной механической?

Конечно, входная электрическая мощность электромотора больше конечной механической, поскольку есть потери на нагревание электромотора.


> Конечно, входная электрическая мощность электромотора больше конечной механической, поскольку есть потери на нагревание электромотора.
Минутку.
Эмпирический пример: есть два совершенно одинаковых мотора. В одном проводка медная, в другом серебряная. На оба подается ток мощностью 100кВт. Очевидно что у меди сопротивление выше, поэтому на выходе механическая мощность, а заодно и количество оборотов будет ниже. При этом КПД медного электромотора может достигать 95%. Понятно что на первом потери в проводнике больше. Но мы усложним условия: во-втором, серебрянном моторе, магниты ротора будут редкоземельными и размещены в сборке Халбаха. По логике мощность и количество оборотов должно подскочить в разы. Но в медном-то моторе уже 95% КПД. Где собака зарыта?


> > Конечно, входная электрическая мощность электромотора больше конечной механической, поскольку есть потери на нагревание электромотора.
> Минутку.
> Эмпирический пример: есть два совершенно одинаковых мотора. В одном проводка медная, в другом серебряная. На оба подается ток мощностью 100кВт. Очевидно что у меди сопротивление выше, поэтому на выходе механическая мощность, а заодно и количество оборотов будет ниже. При этом КПД медного электромотора может достигать 95%. Понятно что на первом потери в проводнике больше. Но мы усложним условия: во-втором, серебрянном моторе, магниты ротора будут редкоземельными и размещены в сборке Халбаха. По логике мощность и количество оборотов должно подскочить в разы. Но в медном-то моторе уже 95% КПД. Где собака зарыта?

Собака зарыта :) в том, что Вы неправильно и не на ту тему рассуждаете.
1.В теме рассматривается гипотетический "мотор" из линейного проводника в постоянном магнитном поле.
2.В теме разговор был о зависимости мощности мотора от скорости, в не о КПД.
3.На оба мотора можно подать одинаковое напряжение, а не "ток мощностью 100кВт".
Ток в них будет разный.
Кстати, КПД мотора не 95%, а разный, т.к. он зависит от скорости.
4.Я обсуждаю только тему, а не сборку Халбаха.
5.Ваши "логика" не понятна и не содержит никаких логических рассуждений.


> Ток в них будет разный.
Но я-то изначально подаю один и тот же. И я знаю что я подаю один и тот же. В смысле у меня мощность генератора одна и таже для обоих моторов. Результат при этом почему-то разный.


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

Реклама: Экскурсии для школьников от нашей туристической фирмы – то прекрасная возможность увидеть интересные места.
Rambler's Top100