Андрей Борус
. ВКонтакте

Изменения магнитного поля не порождают вихревого электрического поля. Ошибка Максвелла. Э.д.с индукции не может быть электрическим полем.

В 1831 году Фарадей открыл явление электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция – явление возникновения электродвижущей силы (э.д.с.) в проводящем замкнутом контуре, в котором происходит изменение магнитного потока:

(1)

Напряжение э.д.с. индукции пропорционально изменению магнитного потока ко времени через поверхность, ограниченную этим контуром. (Знак минус отражает правило Ленца.)

(2)
B – магнитная индукция (вектор магнитного поля)
S – площадь


Рис. 1

Неважно, что является причиной изменения магнитного потока, проходящего через контур, – изменение самого магнитного поля, либо движение контура (или его части).

Рассмотрим сначала случай с движением контура:

(Взято из учебника Сивухина Д.В.)


Рис.2

«Возбуждение электрического тока при движении проводника в магнитном поле объясняется действием силы Лоренца, возникающей при движении проводника. Рассмотрим сначала простейший случай, когда два параллельных провода АВ и CD помещены в постоянное однородное магнитное поле, перпендикулярное к плоскости рисунка и направленное к читателю (рис. 2). Слева провода АВ и CD замкнуты, справа — разомкнуты. Вдоль проводов может свободно скользить проводящий мостик ВС. Когда мостик движется вправо со скоростью v, вместе с ним движутся электроны и положительные ионы. На каждый движущийся заряд е в магнитном поле действует сила Лоренца F=e*[v*B], На положительный ион она действует вниз, на отрицательный электрон — вверх. В результате электроны начнут перемещаться по мостику вверх, т. е. по нему потечет электрический ток, направленный вниз. Это и есть индукционный ток. Перераспределившиеся заряды создадут электрическое поле, которое возбудит токи и в остальных участках контура ABCD. На рис. 2 эти токи изображены сплошными стрелками.

не составляет труда распространить формулу (1) на случай любого замкнутого провода, движущегося произвольным образом в постоянном неоднородном магнитном поле. Для этого надо мысленно разбить провод на бесконечно малые участки и рассмотреть движение каждого из них. При бесконечно малом перемещении каждого из таких участков магнитное поле, в котором он движется, можно считать однородным. Поэтому электродвижущая сила, действующая между концами участка, может быть представлена выражением (1). Путем суммирования таких выражений получится формула того же вида, в которой, однако, под Ɛ следует понимать полную электродвижущую силу, действующую в замкнутом проводе, а под dФ/dt — скорость изменения магнитного потока через любую поверхность, натянутую на контур провода.»

Таким образом, для случая движения контура, есть объяснение возникновения э.д.с индукции через действие силы Лоренца на движущиеся вместе с контуром заряды.

Так можно объяснить возникновение электрического тока в разнообразных механических генераторах, в которых проводники двигаются, вращаются в постоянных магнитных полях.

Но ведь есть ещё разнообразные катушки индуктивности и трансформаторы, в которых ничего не двигается, но также наводится э.д.с. индукции благодаря изменению магнитного поля. Т.е. формула (1) для индуктивности и трансформатора также работает. Изменение магнитного поля происходит из-за изменения тока в той же либо другой катушке.

И как же этот случай объясняется в учебниках:

«Согласно Максвеллу, всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле. Последнее и является причиной возникновения индукционного тока в проводнике. Максвеллу принадлежит следующая углубленная формулировка закона электромагнитной индукции:

Всякое изменение магнитного поля во времени возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле. Циркуляция вектора напряженности Е этого поля по любому неподвижному замкнутому контуру s определяется выражением:

где Ф — магнитный поток, пронизывающий контур s. Мы использовали для обозначения скорости изменения магнитного потока знак частной, а не полной производной. Этим мы хотим подчеркнуть, что контур s должен быть неподвижным.»

В возникновении э.д.с. индукции «обвиняется» электрическое поле, которое теперь как бы и есть э.д.с. индукции.

Это неправильно.

Электродвижущая сила, согласно определению, это сила сторонняя по отношению к электрическому полю, и более того, направлена против этого поля, дабы осуществлять движение зарядов электрической цепи.

В предыдущих статьях автором были рассмотрены:

Что такое ЭДС.

Как работает катушка индуктивности.

Как работает трансформатор.

И во всех этих устройствах и во всех случаях э.д.с. индукции проявляет себя как независимая от электрического поля сила; более того, направленная против него.

Причиной возникновения э.д.с. индукции служит тенденция инертности, сохранения магнитного поля, поэтому во всех проводниках в этом поле, стремится создаться такой ток, который будет препятствовать изменению магнитного поля. И в случае замыкания цепи таких проводников, этот ток будет течь. Течь против электрического поля, как в случае трансформатора.

Так что все эти вихревые электрические поля в уравнении Максвелла – просто выдумка.

А как объяснить возникновение э.д.с. индукции в неподвижных проводниках, при помощи каких сил – тема пока открытая.

Скачать pdf | Копия статьи на Дзене


Комментарии:

Добавить комментарий