Помогите разобраться в типах электромагнитных полей

[rustot]

dump в сообщении #746779 писал(а):

Ну вот если положить провод рядом с электромагнитом, а затем включить его, но так, чтобы индуктированное электрическое поле электромагнита была нарастающим, т.е. увеличивалась его напряжённость. Электроны начнут перегоняться этим электрически полем с одного конца на другой, т.е. возникнет ток. Что с этим электрическим током будет не так?

возникнет и будет идти. но маленький.

скажем за секунду напряженность поля будет вырастать вдоль провода в среднем на 1 в/м. когда под действием этого поля из одного конца провода в другой переместится один пикокулон то он создаст в проводнике встречное поле 1 в/м, силы со стороны внешнего и собственного полей на заряды в проводнике скомпенсируются и больше повода течь току не будет. потом внешнее поле вырастет еще на 1 в/м, еще один пикокулон переместится и ситуация повторится. так и будет при линейно нарастающем поле в проводнике течь ток 1 пикоампер

а вот когда провод замкнут, зарядам есть путь, они нигде не скапливаются и встречного поля не создают, тогда ток намного больше

точно так же как к батарейке подключить два никуда не подключенных провода, то сначала потечет ток, перегоняя заряды с одного провода на другой, но быстро прекратится как только скопившиеся заряды не создадут встречную разность потенциалов, равную эдс батарейки. а вот если их замкнуть между собой, то ток будет постоянным

[Munin]

dump в сообщении #746779 писал(а):

Ну вот если положить провод рядом с электромагнитом, а затем включить его, но так, чтобы индуктированное электрическое поле электромагнита была нарастающим, т.е. увеличивалась его напряжённость.

Для этого ток через электромагнит должен нарастать с ускорением, типа закона $I=kt^2.$ Это сделать трудно, и не может продолжаться долго: рано или поздно вы достигнете предельного тока, который может давать ваш источник энергии.

[dump]

Цитата:

а вот когда провод замкнут, зарядам есть путь, они нигде не скапливаются и встречного поля не создают, тогда ток намного больше

Ну вот если рядом с электромагнитом положить провод, сложенный в форме эллипса. Тогда ток появиться одновременно в обоих проводах образующих эллипс и слева и справа. Заряды по текут по этим проводам и встретятся друг с другом. Что будет дальше?

[rustot]

dump в сообщении #747033 писал(а):

Ну вот если рядом с электромагнитом положить провод, сложенный в форме эллипса. Тогда ток появиться одновременно в обоих проводах образующих эллипс и слева и справа. Заряды по текут по этим проводам и встретятся друг с другом. Что будет дальше?

если это не вихревое поле, то на этом все и закончится, в обоих плечах скопившимся (в результате протекания тока) на каком то участке дуги зарядом создастся встречное поле, скомпенсирует внешнее в обоих плечах эллипса и ток прекратится

если же поле вихревое, то может оказаться что вдоль одной дуги поле чуть больше чем вдоль второй (не говоря уж о случае что вдоль другой дуги оно вообще в обратную сторону). вот например так:



это поле, кстати, вихревое, хоть и состоит из прямых линий. сначала все начнется как и в предыдущем случае, по обоим сторонам дуги потечет ток в одну и ту же сторону, пока на участке дуги не скопится столько заряда, что скомпенсирует внешнее поле. но на этот раз скомпенсирует не в обоих сторонах а только в той, где внешнее поле поменьше. а по другой половине ток продолжится и еще увеличит скопившийся заряд. и теперь в первой половине он не просто компенсирует внешнее, а уже и создает обратное поле, там начинается ток в обратную сторону. таким образом после начального перераспределения зарядов начинается ток по замкнутому пути. по одному плечу будет пытаться увеличить концентрацию скопившегося на дуге заряда, но он будет утекать оттуда по другому плечу



это утрированная картинка, скопившийся заряд поле создает "криволинейное", изгибает линии суммарного поля. но суть именно такая.

потенциальность поля означает что такой ситуации совершенно точно никогда не возникнет, как ни располагай контур. это собственно и есть определение потенциального поля, что с ним такая ситуация невозможна. если же поле вихревое, то такая ситуация возможна, но не обязательна, зависит от расположения контура.

[dump]

Выходит, что для эффективной генерации электрического тока с помощью переменного магнитного нужен не только замкнутый контур, но и правильное его расположение? Каков же общий принцип расположения замкнутых контуров в переменном магнитном поле для эффективной генерации?

[rustot]

dump в сообщении #747127 писал(а):

Выходит, что для эффективной генерации электрического тока с помощью переменного магнитного нужен не только замкнутый контур, но и правильное его расположение? Каков же общий принцип расположения замкнутых контуров в переменном магнитном поле для эффективной генерации?

чтобы как можно больше "линий" магнитного поля пересекало площадь контура в одном и том же направлении. пересекающая в обратном направлении уничтожает одну из проходящих в прямом.

еще можно, игнорируя прокладку магнитного поля, прикидывать следующим образом. если смотреть на участок проводника с током, который можно условно считать прямым, то при изменении в нем тока, рядом с ним и параллельно ему образуется вихревое электрическое поле, убывающее с расстоянием до этого участка. допустим есть прямой провод с переменным током. значит распологаем рядом прямоугольный контур, одна сторона которого как можно ближе к проводу с током и в ней будет образовываться эдс. а противоположная сторона как можно дальше, чтобы в ней образовывалась противоэдс поменьше. а если провод с током закольцован то и контур должен примыкать к нему как можно ближе, повторяя его форму. сердечники впрочем в этот расклад вносят свои коррективы и лучше все-таки смотреть по магнитному полю, которое концентрируется в сердечнике

[Munin]

Эти контуры должны охватывать как можно больше магнитных силовых линий (линий магнитного поля).

В технике это осуществляют не только расположением контура, но и направлением магнитных линий в нужную сторону. Есть магнитные материалы, такие, что линии стремятся идти внутри такого материала, и не выходить наружу. (Например, простое ферромагнитное железо.) Из таких материалов изготавливают сердечник трансформатора, и навивают на него как первичную, так и вторичную обмотку. Сам сердечник лучше всего замкнуть в кольцо. Тогда получается очень хорошая магнитная цепь, почти не теряющая магнитного потока. Бывает, когда первичную и вторичную обмотку вообще навивают вместе.