[ВХОД]

Главная | Содержание | Форум | Файлы | Поиск | Контакт
NAVIG
О форуме
Резонансные генераторы
Магнитные генераторы
Механические центробежные (вихревые) генераторы
Торсионные генераторы
Электростатические генераторы
Водородные генераторы
Ветро- и гидро- и солнечные генераторы
Струйные технологии
Торнадо и смерчи
Экономия топлива
Транспорт
Гравитация и антигравитация
Оружие
Нейтронная физика
Научные идеи, теории, предположения...
Прочие идеи (разные)
Новые технологии
Коммерческие вопросы
Барахолка
Патентный отдел
Сделай сам. Советы.
Конструкторское бюро
мобильная версия
Печатать страницу
Форум - Научные идеи, теории, предположения... - идеи и теории, научные и бредовые... - Униполярная индукция Фарадея. - Стр.11
<][ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 ][>
Post:#483552 Date:05.12.2015 (19:52) ...



Униполярная индукция


Диск Фарадея, первый униполярный генератор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Униполя&#769;рная инду&#769;кция (от уни… и полюс) — возникновение ЭДС в намагниченном теле, движущемся непараллельно оси намагничивания. При этом ЭДС направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы магнитной индукции В и скорости u магнита.

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

и.т.д.

Диск Фарадея

В 1831 году Майкл Фарадей, открыв закон электромагнитной индукции, помимо прочих экспериментов, построил наглядное устройство преобразования механической энергии в электрическую — диск Фарадея. Это было чрезвычайно неэффективное устройство, однако оно имело значительную ценность для дальнейшего развития науки.

Закон электромагнитной индукции, сформулированный Фарадеем, рассматривал проводящий контур, пересекающий линии магнитного поля. Однако в случае диска Фарадея магнитное поле было направлено вдоль оси вращения, контур относительно поля не перемещался. Наибольшее же удивление вызвал тот факт, что вращение магнита вместе с диском также приводило к появлению ЭДС в неподвижной внешней цепи. Так появился парадокс Фарадея, разрешённый только через несколько лет после его смерти с открытием электрона — носителя электрического заряда, движение которого обуславливает электрический ток в металлах.

Наглядно видимая парадоксальность униполярной индукции выражается следующей таблицей, в которой описаны различные комбинации из вращения и неподвижности частей установки, и восклицательным знаком отмечен результат, интуитивно не объяснимый — возникновение тока в неподвижной внешней цепи при одновременном вращении диска и закреплённого вместе с ним магнита.

Магнит Диск Внешняя цепь Есть ли напряжение?
неподвижен неподвижен неподвижен отсутствует
неподвижен вращается неподвижен Есть
неподвижен неподвижен вращается Есть
неподвижен вращается вращается не определено
вращается неподвижен неподвижен отсутствует
вращается вращается неподвижен Есть (!)
вращается неподвижен вращается Есть
вращается вращается вращается не определено


Униполярный двигатель Фарадея

[ссылка]
Vivtor | Post: 493363 - Date: 06.03.16(01:10)
Вот здесь популярно русским языком Игорь Белецкий разъясняет "непонятливым" про всякие парадоксы ...


Eddi | Post: 493461 - Date: 06.03.16(16:08)
Уважаемый, Vivtor.
Игорь Белецкий, это человек, который безусловно заслуживает всяческого уважения за то, что является популяризатором науки и техники. В его видео - "ГЕНЕРАТОР ФАРАДЕЯ УНИПОЛЯРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПАРАДОКС ФАРАДЕЯ", он доходчиво и понятно даёт как бы общепринятую точку зрения по этому вопросу, но не более того. Однако при этом Игорь Белецкий делает заявление, что ни какого парадокса Фарадея не существует. Возможно это так, но я всё же, ввиду немного смуты в этот вопрос.

Возьмём металлический диск поместим его в однородное магнитное поле, приведём диск во вращение и подсоединим с помощью скользящих контактов внешнюю цепь с гальванометром. Таким образом, создадим простейшую модель униполярного генератора.
Изменим опыт. Вместо сплошного металлического диска, возьмём тонкое металлическое кольцо такого же диаметра, как и металлический диск. Это металлическое кольцо будет связано с осью посредством, трущегося об него металлического горизонтального проводника. Вращаться будет только кольцо, внешняя цепь с гальванометром, центральной осью и горизонтальным проводником – неподвижна.

Вопрос – будет ли отличаться или нет, ЭДС в этих опытах?

Как видим во втором опыте, вращается только тонкое кольцо. Поэтому в лабораторной системе координат, нет радиальных проводников (на которые можно мысленно разбить диск) которые постоянно пересекают скользящие контакты между осью и периферией. Однако, ЭДС и в первом случае и во втором будет одна и та же! Конечно в практической демонстрации ЭДС во втором случае возможно будет несколько меньше, из-за того что трение об контакты во втором случае больше чем в первом.

Vivtor, предложите объяснение.

У Вас нет прав скачивать этот файл. Зарегистрируйтесь .
- Правка 06.03.16(16:22) - Eddi
Sergej_ | Post: 493486 - Date: 06.03.16(17:33)
Eddi Пост: 493461 От 06.Mar.2016 (16:08)
Вопрос – будет ли отличаться или нет, ЭДС в этих опытах?
Будет. Уже проводили опыты с измерением эдс на разных радиусах диска. Чем дальше от оси тем больше эдс, она линейно нарастает (линейная скорость растёт).
На кольце будет то же напряжение, но ток сильно уменьшится.

- Правка 06.03.16(17:35) - Sergej_
Eddi | Post: 493501 - Date: 06.03.16(20:01)
Уважаемый, Sergej_.
Если пренебречь сопротивлением трущихся контактов, то и в первом случае и во втором - значение тока (при одинаковой нагрузке) будет одно и тоже, так как в первом случае и во втором случае на внешней периферии диска и кольца присутствует только один токосъёмный контакт. Отсюда следует, что напряжение и сила тока будут иметь одно и тоже значение. Конечно, если мы зададимся целью снять при желании максимальный ток, то безусловно это получится только в случае сплошного диска.
ЭДС - это показание вольтметра без нагрузки, радиусы окружностей одинаковы, скорость вращения тоже - значения равны.
Так, почему по Вашему мнению будет отличаться ЭДС? Я из Вашего ответа этого не понял.

- Правка 06.03.16(20:14) - Eddi
Eddi | Post: 493545 - Date: 06.03.16(23:51)
Уважаемый, Sergej_.
Да действительно, на разных радиусах ЭДС будет разной, а на одинаковых радиусах она будет одинаковой, а внешний радиус у сплошного диска и кольца совершенно идентичны!

- Правка 06.03.16(23:51) - Eddi
Sergej_ | Post: 493586 - Date: 07.03.16(12:50)

Eddi, там опечатка. Читать так- "Не будет".

Vivtor | Post: 493623 - Date: 07.03.16(15:36)
Эдс прямо пропорционально длине проводника соединяющего ось с кольцом. А если считать что диск состоит из великого множества таких же проводников (по длине), то согласно классической электротехнике эдс должны быть одинаковы. А ток зависит от количества токосъемных щеток расположенных по окружности диска. В случае с кольцом увеличение количества щеток ни к чему не приведет. Вот поэтому в униполярных генераторах всегда используются цельные диски и множество щеток.

Greyver | Post: 493646 - Date: 07.03.16(19:02)
ЭДС == Э.Д.Сила, а сила не создаёт напряжение, сила создаёт ТОК.

Заменяем отрезки проводника (для сплошного диска - объёмы проводника, в пределах которых считаем магнитное поле и скорость постоянными) на генераторы тока (J ~ v X B) - далее ТОЭ в помощь.

_________________
Человек отличается от обезьяны умением не замечать очевидных вещей.
Eddi | Post: 493992 - Date: 11.03.16(19:58)
Осталось на одну ось посадить два диска разного диаметра. Один генератор (большой диск), второй двигатель Фарадея (малый диск). Заземлять ось надо со стороны торца генератора. Магниты расположить так, чтобы минус генератора был на ободе.

Рисунок в студию!

Sergej_ | Post: 494068 - Date: 12.03.16(23:02)
Vivtor Пост: 493623 От 07.Mar.2016 (15:36)
А ток зависит от количества токосъемных щеток расположенных по окружности диска. В случае с кольцом увеличение количества щеток ни к чему не приведет. Вот поэтому в униполярных генераторах всегда используются цельные диски и множество щеток.

Нет. Диск используют потому что ток большой. При токе 50-100 тыс. Ампер только толстые диски его могут выдержать. Но даже они греются.

Eddi | Post: 494248 - Date: 15.03.16(17:51)
Возьмём два магнита которые по всем параметрам идентичны друг другу, отличие будет только в том, что один - прямоугольный в виде полосы, а другой - в виде полуцилиндра (рис. 1). Самое главное, что эти оба магнита не имеют замкнутой поверхности как у магнитов стержневого или цилиндрического типа.

Над каждым магнитом, параллельно их поверхности, разместим токосъёмные шины, понятно, что в случае прямоугольного магнита токосъёмные шины будут иметь вид прямолинейных полосок, а в случае полуцилиндрического магнита - токосъёмные шины будут в виде полуколец. Токосъёмные шины разместим таким образом, чтобы одна из шин находилась за пределами магнитного поля одного из полюсов магнитов. К каждой паре токосъёмных шин подключим по гальванометру, и расположим на этих шинах по одному цилиндрическому проводнику как показано на рис. 2.

Опыт №1.

Начнём перемещать влево проводник расположенный над прямоугольным магнитом, а проводник расположенный над полуцилиндрическим магнитом будем перемещать в направлении против часовой стрелки (рис. 3). Оба гальванометра покажут наличие тока в цепи.

Опыт №2.

Изменим опыт. Вернём проводники в первоначальное положение (рис. 2). Теперь будем перемещать вправо прямоугольный магнит, а полуцилиндрический магнит будем поворачивать по часовой стрелке (рис. 4). Гальванометр подключённый к токосъёмным шинам (которые расположены над прямоугольным магнитом) покажет наличие тока в цепи, другой же гальванометр ни как не отреагирует на поворачивание по часовой стрелке полуцилиндрического магнита.


Вопрос.

Почему, в случае полуцилиндрического магнита (у которого поверхность не замкнута) «нарушается симметрия» электромагнитных процессов?

Является ли эта ситуация парадоксом или нет?

У Вас нет прав скачивать этот файл. Зарегистрируйтесь .
- Правка 15.03.16(18:02) - Eddi
Eddi | Post: 494260 - Date: 15.03.16(22:49)
К вопросу об отклонении стрелочек, не стоит подходить буквально. Рисунки с гальванометрами служат лишь для отображения наличия тока в цепи и не более того. Искать с помощью них правильность подключения гальванометров или определять по ним направление тока нет смысла, такая задача не ставилась, так как я плохой художник.
Теоретическим первоисточником данных опытов является академик Тамм, практически эти опыты я осуществил сам.

- Правка 15.03.16(23:16) - Eddi
bobik | Post: 494293 - Date: 16.03.16(08:21)
Eddi Пост: 494248 От 15.Mar.2016 (17:51)

Вопрос.

Почему, в случае полуцилиндрического магнита (у которого поверхность не замкнута) «нарушается симметрия» электромагнитных процессов?

Является ли эта ситуация парадоксом или нет?

Парадокса нет.
на рис.3 - униполярная индукция, т.к. скользящие контакты и изменение площади контура, соответственно в обоих случаях есть ЭДС.
на рис.4 - площадь контура неизменна, значит не униполярная индукция, а ЭМ индукция dФ/dt. Для плоского магнита происходит изменение магнитного потока в контуре - отводим магнит от контура - есть ЭДС. Для полукруглого магнита при вращении магнитный поток изменяется незначительно и ЭДС близка к нулю за счёт формы магнита.
Если не двигать плоский магнит, а вращать то тоже ток резко уменьшится.

_________________
Нильс Бор: "Ваша идея безумна. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной!"
- Правка 16.03.16(08:24) - bobik
Eddi | Post: 494297 - Date: 16.03.16(10:09)
bobik Post: 494293 - Date: 16.03 (15:21)
Парадокса нет.


Данные опыты можно прекрасно провести без всяких скользящих контактов. Мало того, проводники и гальванометр могут быть жестко связаны между собой (смотрите рисунок), в качестве миниатюрного гальванометра можно использовать стрелочный индикатор М476, ток полного отклонения - 40мкА.

Я не зря указал, что два магнита по всем параметрам идентичны друг другу, т.е. неравномерность магнитного потока от центральной осевой линии (которая воображаемо проходит вдоль магнитов) к краю магнитов одинакова как у прямоугольного магнита так и у полуцилиндрического! Поэтому изменение магнитного потока происходит в обоих случаях, да ещё мы можем избавиться от скользящих контактов, однако в случае опыта рис. 4 (при вращении магнита относительно проводника) ток гораздо и гораздо меньше, чем в случае движения проводника рис. 3 относительно этого же полуцилиндрического магнита.

В чём же причина "нарушения" симметрии электромагнитных процессов?

У Вас нет прав скачивать этот файл. Зарегистрируйтесь .
- Правка 16.03.16(11:35) - Eddi
Vivtor | Post: 494319 - Date: 16.03.16(13:13)
Sergej_ Пост: 494068 От 12.Mar.2016 (23:02)
Vivtor Пост: 493623 От 07.Mar.2016 (15:36)
А ток зависит от количества токосъемных щеток расположенных по окружности диска. В случае с кольцом увеличение количества щеток ни к чему не приведет. Вот поэтому в униполярных генераторах всегда используются цельные диски и множество щеток.

Нет. Диск используют потому что ток большой. При токе 50-100 тыс. Ампер только толстые диски его могут выдержать. Но даже они греются.

Сам придумал? И это при одной щетке???

<][ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 ][>
У Вас нет прав отвечать в этой теме.
Форум - Научные идеи, теории, предположения... - идеи и теории, научные и бредовые... - Униполярная индукция Фарадея. - Стр 11

Главная | Содержание | Форум | Файлы | Поиск | Контакт