Возможен ли анти скин-эффект?

[metelev]

Здравствуйте!

Смотрю на такую картинку из википедии, которая поясняет, каким образом появляется скин-эффект


В качестве пояснения написано, что если меняется ток, то меняется и магнитное поле, что в свою очередь вызывает появление вторичных токов, изображённых на рисунке красными колечками. В центре проводника эти вторичные токи противонаправлены начальному, на краях наоборот.

С этим всё понятно.

Вопрос такой: представим себе, что в проводнике течёт большой постоянный ток. Раз ток постоянный, то и магнитное поле будет стационарное. Однако даже если вторичные токи не будут генерироваться, ведь это магнитное поле должно будет влиять на электроны, которые участвуют в первичном токе. Из той же картинки, поясняющей скин-эффект, видно, что вследствие этого электроны будут отклоняться от стенок проводника к центру. Эффективная площадь поперечного сечения должна уменьшаться, сопротивление расти. Особенно заметным должен быть эффект, если проводник магнитный (тогда проводник будет намагничиваться сам и "не выпускать" магнитные линии в пространство), а ток большой.

Хотелось бы понимать, правильно ли я рассуждаю и известно ли науке такое явление.

[zykov]

Наверно эффект крохотный и значения не имеет.
(Будет какое-то перераспределние плотности заряда и электрическое поле компенсирующее магнитную силу.)

[metelev]

zykov
Должен зависеть от тока. Скажем, если там 10 ампер, то наверное не играет существенной роли. А если 10 килоампер, да ещё проводник из магнитного материала, то может уже и важно.

[DimaM]

metelev в сообщении #1571148 писал(а):

Однако даже если вторичные токи не будут генерироваться, ведь это магнитное поле должно будет влиять на электроны, которые участвуют в первичном токе. Из той же картинки, поясняющей скин-эффект, видно, что вследствие этого электроны будут отклоняться от стенок проводника к центру. Эффективная площадь поперечного сечения должна уменьшаться, сопротивление расти.

Примерно это называется Z-пинч.

[metelev]

DimaM

Спасибо.

[zykov]

Тогда уж просто Пинч-эффект (english версия значительно более подробна).

[metelev]

Хотел бы вернуться к теме и задать ещё один вопрос. Я вот что-то задумался. Я не всё, конечно, от корки до корки прочитал, может пропустил что. Кажется примеры пинч-эффекта только в какой-либо среде -- в плазме или там консервной банке. Там где есть заряды обоих знаков. А если мы говорим про ток в ускорителе, например? Если мы возьмём несколько элементарных зарядов, они электростатически отталкиваются. Далее, мы их ускоряем и в какой-то момент они начнут притягиваться друг ко другу? Выглядит неправдоподобно, потому что в их системе отсчёта никакого магнитного поля нет.

[DimaM]

metelev в сообщении #1617818 писал(а):

Если мы возьмём несколько элементарных зарядов, они электростатически отталкиваются. Далее, мы их ускоряем и в какой-то момент они начнут притягиваться друг ко другу?

Нет. Магнитное взаимодействие всегда слабее электрического (потому что всегда $v<c$).
Возможно добавить некоторое количество зарядов другого знака и получить притяжение (метод автостабилизации пучков Будкера-Беннета).

[metelev]

DimaM в сообщении #1617819 писал(а):

Нет. Магнитное взаимодействие всегда слабее электрического (потому что всегда $v<c$).

То есть эффект есть, но недостаточный? А в линейном ускорителе? И как вообще про это лучше думать? Хочется думать, что это время замедляется, поэтому они меньше разлетятся, чем если бы на месте стояли. Можно так сказать?

[metelev]

DimaM в сообщении #1617819 писал(а):

Возможно добавить некоторое количество зарядов другого знака и получить притяжение (метод автостабилизации пучков Будкера-Беннета).

Кстати, заряды другого знака в любом случае будут лететь навстречу основным. То есть, как и в пинч-эффекте, мы получим два встречных тока.

Просто когда ток один (заряды одного знача) то в системе координат, связанной с этими зарядами, непонятно что для них меняется от того, что они всей толпой куда-то летят. А когда есть заряды разных знаков, которые летят навстречу друг другу, тут уже в принципе невозможно указать систему координат, где бы покоились и те и другие. То есть получается что заряды одного знака как бы в магнитном поле, созданном зарядами другого знака.

[DimaM]

metelev в сообщении #1617838 писал(а):

Кстати, заряды другого знака в любом случае будут лететь навстречу основным.

В деталях я не уверен. Можно посмотреть первоисточник Г. И. Будкер, Атомная энергия, 1, 9, 1956; Proc. Symp. CERN, 1, 68, 1956.

[metelev]

DimaM
Спасибо

[reterty]

metelev
Прошу: https://iopscience.iop.org/article/10.1 ... /2/006/pdf
Именно то что Вам нужно

[metelev]

reterty
Спасибо, интересно.

[sergey zhukov]

metelev
Интересно, раньше о таком не задумывался. Если рассматривать магнитное поле (в СО электрона), как результат увеличения радиального электрического поля от положительных ионов решетки металла проводника в результате увеличения линейной плотности электрического заряда положительных ионов решетки движущегося проводника (сокращение Лоренца), то довольно понятно, что чем больше ток (точнее, чем выше скорость электронов), тем сильнее электроны должны стягиваться к центру проводника. Если же положительных ионов нет (нет проводника, поток электронов в вакууме), то нет никакой надежды на их самофокусировку. Наоборот, пучок будет рассеиваться (правда, тем медленее в неподвижной СО, чем выше скорость электронов).