Уніполярна індукція - фізична енциклопедія

Униполярного ІНДУКЦІЯ -Приватні випадок електромагнітної індукції; виникає при обертанні проводять тіл, які мають власної. намагниченностью або поміщених у зовн. магн. поле. Традиц. схема досвіду, що ілюструє У. і. приведена на рис. До обертається з пост. кут. швидкістю W однорідно намагнічених проводить циліндра за допомогою двох ковзних контактів (О - на осі і С -на утворює циліндра) і нерухомих проводів приєднаний вольтметр (V). вимірює наводяться в замкнутому ланцюзі ЕРС. Якщо вольтметр ідеальний, тобто має нескінченну внутр. опір, струм в ланцюзі відсутній і Лоренца сила, що діє на рухомі носії заряду в циліндрі, дорівнює нулю:


де r-відстань від осі обертання до точки спостереження (вектор r спрямований від осі); -швидкість точки спостереження; В - вектор магн. індукції, к-рий в нерелятивістському наближенні для пост. намагніченості M можна вважати постояннимпрі r

До ефектів У. і. відносять також виникнення радіальної електричні. поляризації Р е всередині обертового маг-нетіка, що характеризується аксиальной намагниченностью M. При цьому сумарний електричні. заряд залишається рівним нулю, але його щільність перерозподіляється: всередині циліндра індукується заряд з об'ємною щільністю а на бічній поверхні з'являється індукований поверхневий заряд c щільністю re п = - (1/2) re R. Поділ зарядів в рухомому магнетику можна трактувати як релятивістське перетворення елект . і магн. дипольних моментів.


Вперше явища, пов'язані з У. і. спостерігав в 1824 Д. Араго (D. Arago) - обертання мідної пластини під картушкой компаса приводило в рух його стрілку. Ефект Араго застосовується, напр. для гальмування диска в побутових лічильниках електроенергії. Першу униполярного машину (т. Е. Елект. Машину, засновану на явищі У. і.) Виготовив в 1832 М.Фарадей (M. Faraday); вона відрізнялася від наведеної на рис. тим, що якорем служив диск, що обертається у зовн. магн. поле подковообразного магніту. Машина Фарадея стала першим генератором, що перетворює механічні. енергію в електричну. Уніполярні машини застосовуються для отримання великих пост. струмів при низькій напрузі. Типові параметри уніполярних машин, використовуваних для харчування електролізерів (див. Електроліз:) сила струму 125 кА, напруга 12 В. Найпотужніша униполярная машина (1989, Австралія) працює в короткочасному режимі і дає струм 1500 кА при напрузі 800 В.

Термін "У. і." не є вдалим, т. к. уніполярні машини як мінімум біполярні. Проте він дуже поширений. Досить часто У. і. називають будь-які прояви ел - магн. індукції в довільно рухаються намагнічених тілах (твердих, рідких, газоподібних). В такому розширеному розумінні У. і. лежить в основі механізму виникнення ЕРС в магнітогідродінаміч. генераторах, дозволяє пояснити формування магн. полів і динаміку магнітосфер зірок (зокрема, пульсарів) і планет.

Літ .: Тамм І. E. Основи теорії електрики, 10 вид. M. 1989; Костенко M. П. Піотровський Л. M. Електричні машини, 3 видавництва. ч. 1, Л. 1972; Ландау Л. Д. Ліфшиц Е. M. Електродинаміка суцільних середовищ, 2 видавництва. M. 1982; Панов-ський В. Філіпс M. Класична електродинаміка, пер. з англ. M. 1963. Г. В. Пермітін, Ю. В. Чугунов.

Схожі статті