2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 8  След.
 
 Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 14:55 
Аватара пользователя


14/08/12
309
Возьмём шар из намагничиваемого материала с шарообразной полостью, центр шаров общий. Радиусы не столь важны, пусть макроскопические и внутренний радиус равен $R_2=\frac{1}{2}R_1$ внешнего.

Нарежем шар на сектора - "палочки" размера $r sin \theta \Delta\theta $ на $r \Delta\varphi$ на $R_1-R_2$, размеры кроме радиального много меньше радиусов. (Т.е. палочки нарезаны по радиусу во все стороны.) Пусть для "технологической" простоты некоторые близкие к полярным сектора будут иметь больший по углу размер, а вокруг полюсов это просто конусы с малым углом раствора.

Теперь каждую такую "палочку" мы намагничиваем параллельно радиусу (и их продольной оси, соответственно), пусть N смотрит наружу из центра шара, а S - внутрь. И теперь собираем шар обратно, плотно подгоняя друг к другу сектора как они были. Вот последние сектора - полюсы - вогнаны на свои места (например по внутреннему радиусу расположен шар из немагнитного материала, с отверстиями, а в секторах навнутренней стороне прикреплены штыри, плотно входящие в отверстия, таким образом мы можем легко собрать шар обратно. Вот и описана технологически реализуемая модель этого эксперимента).

(Теоретическая подзадача - устремляем $\Delta\varphi$ и $\Delta\theta$ к нулю - что получим?)

Наружу смотрят полюса N, внутрь полюса S у каждого сектора.

Вопрос - как будет выглядеть магнитное поле :-)

Любителям поиска монополя посвящается. :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 15:06 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


06/04/10
3152
Alex_J в сообщении #710004 писал(а):
Вопрос - как будет выглядеть магнитное поле

Магнитостатика - та же электростатика, только проще :lol:
Ни тебе зарядов, ни токов...
Так что магнитное поле будет почти как у сферического конденсатора, внутри и снаружи - пусто.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 15:56 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
Alex_J в сообщении #710004 писал(а):
Вопрос - как будет выглядеть магнитное поле

Где-то читал. Поле будет нулевое, скомпенсируется , так же как у двух магнитов, соединенных одноименными полюсами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 16:31 
Аватара пользователя


05/01/13

3968
Я читал когда-то, что народные умельцы пытались такое делать у себя на заводе. :) Составляли шар из отдельных сегментов-магнитов. Самые последние сегменты было очень сложно поставить, без помощи инструментов вообще невозможно. При этом надо было ещё и удерживать всю конструкцию от разрушения. Когда удавалось вставить последний сегмент, шар резко размагничивался.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 17:17 
Аватара пользователя


21/08/11
1133
Grenoble
Denis Russkih в сообщении #710050 писал(а):
Когда удавалось вставить последний сегмент, шар резко размагничивался.

Он, наверное, не размагничивался, а магнитное поле снаружи просто занулялось.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 17:25 
Модератор
Аватара пользователя


16/02/11
3788
Бурашево
nikvic в сообщении #710009 писал(а):
Ни тебе зарядов, ни токов...
Это неверно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 18:08 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


06/04/10
3152
profrotter в сообщении #710070 писал(а):
nikvic в сообщении #710009 писал(а):
Ни тебе зарядов, ни токов...
Это неверно.

Что именно неверно? Вы нашли монополь? :facepalm:

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 20:02 
Аватара пользователя


14/08/12
309
Denis Russkih в сообщении #710050 писал(а):
Когда удавалось вставить последний сегмент, шар резко размагничивался.


Вот об этом и речь :-)

Мысленный эксперимент даёт тот же результат.
Но видимо это просто исчезает поле, по идее. В случае бесконечно тонкой нарезки это наверное так. А в реальности могут быть любопытные эффекты с полем - на стыках палочек, на неровностях, неоднородностях, на отличиях от сферического и т.д.

Вот вокруг атома водорода наложение полей протона и электрона даёт ослабление поля до экспоненциального...

А размагничивание нужно проверить разбиранием шара обратно. Если реально размагнитятся палочки - это новый эффект или как минимум интересно для исследования. Но можно было бы ожидать высвобождения энергии - нагрева например. Но если бы это случилось, вы бы написали.

Очень интересно то, что нужно было с огромной силой собирать последние сектора шара. Я так и думал :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 20:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Alex_J в сообщении #710157 писал(а):
Но видимо это просто исчезает поле, по идее.

Почему вы в этом так уверены?

Alex_J в сообщении #710157 писал(а):
А размагничивание нужно проверить разбиранием шара обратно.

Видимо, его так и проверяли.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 20:28 
Модератор
Аватара пользователя


16/02/11
3788
Бурашево
nikvic в сообщении #710086 писал(а):
Что именно неверно?
В магнитостатике рассматриваются постоянные токи.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 20:55 
Аватара пользователя


14/08/12
309
Munin
Как, по-вашему, происходит размагничивание?

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 20:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


06/04/10
3152
profrotter в сообщении #710190 писал(а):
В магнитостатике рассматриваются постоянные токи.

Не буду возражать - вопрос терминологии.
Наш "магнитный шар" можно собрать и из электретов - расчёт полей будет тем же...

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 21:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Alex_J в сообщении #710205 писал(а):
Munin
Как, по-вашему, происходит размагничивание?

При вдавливании последнего сектора, магнитный поток, который выходил через дырочку, вместо этого начинает выходить через вещество уже собранных секторов - происходит их перемагничивание. В принципе, результаты могут быть разные в зависимости от неоднородностей, от энергии перемагничивания данного вещества, например, половина шара может перемагнититься в направлении наоборот, а другая - не перемагнититься вовсе. Или возникнут случайные пятна и полюсы с магнитным потоком внутрь и наружу, или даже меняющим своё направление в толще шара - единственно, чтобы выполнялось условие $\operatorname{div}\mathbf{B}=0.$ Но наверное, если учитывать члены выше линейного, равномерное размагничивание всех секторов наиболее выгодно энергетически. Хотя это я уже не знаю точно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 21:21 
Аватара пользователя


14/08/12
309
Munin в сообщении #710211 писал(а):
Или возникнут случайные пятна и полюсы с магнитным потоком внутрь и наружу, или даже меняющим своё направление в толще шара

И родится СОЛНЦЕ :shock:

На нём такая же структура!

Но перемагничивание это в любом случае процесс энергетически ненулевой, т.е. либо выделится, либо потребуется энергия (скорее потребуется).
Тогда получается, что усилие, приложенное к последнему сектору, точнее работа, совершённая при его помещении на своё место, перейдёт прямо сразу в структуру доменов на микроуровень в сплаве?
Тогда это что-то новенькое - перевод механической энергии во внутреннюю, причём в весьма особый её вид.
Хотя, всем известно, что если постучать намагниченной железкой, она тоже размагнитится...

 Профиль  
                  
 
 Re: Магнитный шар полюсом внутрь
Сообщение14.04.2013, 21:44 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Alex_J в сообщении #710215 писал(а):
Но перемагничивание это в любом случае процесс энергетически ненулевой

Разумеется. Вы же совершаете работу, заталкивая последний сектор в шар.

Alex_J в сообщении #710215 писал(а):
Тогда это что-то новенькое - перевод механической энергии во внутреннюю, причём в весьма особый её вид.

Почему новенькое?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 107 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 8  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: YandexBot [bot]


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group