Опыт 5. Индукция продольного поля магнита
В статье «
Поле индукции постоянного магнита» был теоретически исследован процесс индукции в одиночном проводнике, двигающемся вдоль оси намагничивания магнита.
Рис. 1. Расчётные эпюры эдс индукции; I1 – возбуждаемой ближним рядом эквивалентных токов магнита; I – суммарного тока, возбуждаемого ближним и дальним рядами эквивалентных токов магнита
Осциллограмма эдс, возбуждаемой в данном контуре, представлена на рис. 4.
Рис. 4. Осциллограмма эдс в контуре при движении последнего вдоль направления намагниченности магнита; Т – период изменения эдс
Как видим, период изменения эдс индукции состоит из двух парных импульсов, соответствующих пересечению поперечными проводниками контура области магнита. Вне этой области эдс равна нулю, что подтверждает отсутствие наведения эдс в проводниках, перпендикулярных эквивалентным токам магнита и тем более удалённых от области ощутимых воздействий этих токов на проводники контура. Также нулевое значение эдс между парными импульсами дополнительно подтверждает непосредственное воздействие эквивалентных токов на проводники контура, но не на сечение самого контура, от которого эдс индукции в общем случае не зависит. Единственная косвенная зависимость заключается в том, что с уменьшением размеров контура увеличивается влияние участков контура на суммарную эдс, что мы продемонстрируем ниже.
Выделенный импульс индуцированного тока представлен на рис. 5.
Рис. 5. Осциллограмма эдс индукции, возбуждаемой продольным магнитным полем в участке контура
Чтобы продемонстрировать влияние участков контура на суммарную эдс индукции, мы провели эксперимент с двойным контуром, который использовали опыте 4. Осциллограмма эдс индукции в этом контуре представлена на рис. 7.
Рис. 7. Осциллограмма эдс индукции в двойном контуре.
Теоретическое моделирование на основе эквивалентных токов привело к эпюре, представленной на рис. 9.
Рис. 9. Расчётная эпюра индукционного тока в двойной рамке; параметры построения H = 5 мм; v = 20000 мм/с; l = 20 мм; h = 16 мм; b = 12 мм (малый контур, эпюра справа); b = 36 мм (большой контур, эпюра слева)
Сравнивая рис. 9 с осциллограммой на рис. 7, мы убеждаемся, что с точностью до экспериментальных погрешностей модель описывает характер эпюры индукционного импульса, возбуждаемого в проводниках контура при его движении вдоль оси намагничивания магнита. Также эпюры показывают, что действительно эдс возбуждается не пропорционально площади контура, как в существующей концепции процесса индукции, а в отдельных проводниках этого контура путём прямого воздействия эквивалентных токов магнита, изменяющих своё положение относительно проводников контура. В тех частях контура, расстояние между которыми и эквивалентными токами не изменяется, индукция не возникает. В данном эксперименте к этим частям контура относятся отрезки, расположенные по периметру диска. Также реального влияния на общий индукционный ток не оказывают части контура, удалённые от магнита. Именно поэтому в схеме на рис. 2 со значительным удалением проводников контура друг от друга осциллограмма на рис. 4 представляла собой простое сложение индукционных токов, а не некоторую их совокупность, как на сдвоенном контуре.
12
Volnovik (18 Июль 2014 - 20:03) писал:
