Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://wasp.phys.msu.ru/forum/lofiversion/index.php?t18616-0.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Mon Apr 11 17:58:12 2016
Кодировка: Windows-1251
Студенческий форум Физфака МГУ > Электродинамика. Есть ли смысл еще проводить опыты?
Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Электродинамика. Есть ли смысл еще проводить опыты?
Студенческий форум Физфака МГУ > Наука физика > Проверка теорий на прочность
Страницы: 1, 2, 3
almaster
Никак не получается у меня провести несколько простеньких опытов. Может я зря об этом думаю, и ничего интересного не будет?


Вот сила Лоренца:



К чему приложена реакция? То есть, справедливо ли утверждение, что реакцией силы Лоренца будет некая сила(рFл), приложенная к индуктору (точнее, к току индуктора, еще точнее - к "токовым элементам" тока индуктора):



Проводились ли опыты по регистрации подобной реакции? С каким результатом? Дело в том, что каждый из ответов:
1. Реакция на индуктор равна по моду силе Лоренца.
2. Реакции в Ньютоновом пространстве нет вовсе.
3. Реакция на индуктор проявляется частично.
приводит к довольно интересным выводам. Я склоняюсь к первому варианту. Но не мог найти упоминаний непосредственно опыта в данной конфигурации. Знакомился как-то с комментариями Морозова В.Б. к другим опытам, и из контекста понял, что В.Б. данную реакцию учитывает. Встречал также утверждение, что-то типа "давление заряда на провод под влиянием силы Лоренца вызывает, в свою очередь, реакцию (силу), удерживающую заряд в проводнике". И следующим предложением, что-то типа: "вот это-то и есть реакция на силу Лоренца". Но, как я понимаю, реакция опоры, в примере, когда на столе лежит кирпич, и давит своим весом на столешницу, не является реакцией на силу гравитации. Поэтому и в случае с зарядом в проводнике механическая реакция проводника является реакцией на "давление" со стороны заряда, а не реакцией силы Лоренца. Поэтому я пока считаю, что реакция на индуктор имеет место быть в полном объеме (равна по моду силе Лоренца), что как раз-то и объясняет все якобы "странности" униполярных машин.



АИД
Цитата(almaster @ 4.10.2011, 14:05) *
Электродинамика. Есть ли смысл еще проводить опыты?
Проводить опыты есть смысл всегда и везде, если есть смысл в самих опытах. А смысл в опытах есть только тогда, когда они могут дать новую информацию. Новую же информацию они могут дать только тогда, когда они чем-то отличаются от предыдущих - оборудованием, материалами, методикой-технологией и, наконец, местом и временем. А информация отличается от шума только тогда, когда есть настроенный на ее прием-дешифровку приемник-декодер, конечной частью которого всегда является квалифицированный-понимающий экспериментатор, человек или кто-то, или что-то другое. Без чего-то из перечисленного проводить опыты равноценно тому, что "толочь воду в ступе", по образному народному выражению, то есть, бесполезно и бессмысленно тратить труд и, соответственно, жизнь.
В данном случае Вы правы в мнении, что
Цитата(almaster @ 4.10.2011, 14:05) *
1. Реакция на индуктор равна по моду силе Лоренца.
Единственно можно добавить, что проводник-индуктор сам является множеством зарядов, равноценных пробному вне этого проводника, только в другом количестве. А одинаковые элементы одинаково же и взаимодействуют. Это логическое заключение было проверено множеством опытов в разных вариациях и закреплено в виде теории в учебниках и справочниках. Так что, если не хотите бессмысленно и бесполезно потратить свои ресурсы, попробуйте найти неопробованный еще вариант опыта с другими условиями. Опробованные все описаны и стали основой разных теорий-моделей. Правда, сейчас они завалены множеством теоретизирований, не имеющих отношения к теориям, но при наличии желания и времени их можно распознать и отсеять. К сожалению, такой отсев компьютеры еще не умеют делать. Но они тоже учатся smile.gif
almaster
2 АИД Благодарю Вас за ответ! Не будем теоретизировать, займемся детектированием, чтобы не "толочь воду" в ступе. Я, если честно, знал ответ на свой вопрос без эксперимента. Просто без этого ответа очень сложно перейти к полному описания опыта. Мог бы начаться "помол воды".
Не стреляйте в пианиста - он ни разу не художник!



Закрепленный на свободной оси дисковый магнит. Изображено направление тока Ампера (Ia) и помечен полюс, обрашенный к нам (S). На ток Ампера в аксиальной или касательной к нему плоскости движется по нормали к току заряженная уединенная емкость с одной степенью свободы (в одном измерении, только возвратно-поступательно).
При движении заряда с одной степенью свободы (только возвратно-поступательно) дисковый магнит, закрепленный на свободной оси, вращается в ту или иную сторону, в зависимости от направления движения заряда. Это обусловлено действием на него реакции с.Л., действующей на заряд. При вращении магнита не происходит изменений его поля в пространстве. Заряд не отклоняется под действием с.Л. вдоль (по или против) тока индуктора благодаря жесткости конструкции. Вопрос к участникам: будет ли заряд испытывать магнитное противодействие при возвратно-поступательных перемещениях.
АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 12.10.2011, 11:44) *
Закрепленный на свободной оси дисковый магнит. Изображено направление тока Ампера (Ia) и помечен полюс, обрашенный к нам (S). На ток Ампера в аксиальной или касательной к нему плоскости движется по нормали к току заряженная уединенная емкость с одной степенью свободы (в одном измерении, только возвратно-поступательно).
При движении заряда с одной степенью свободы (только возвратно-поступательно) дисковый магнит, закрепленный на свободной оси, вращается в ту или иную сторону, в зависимости от направления движения заряда. Это обусловлено действием на него реакции с.Л., действующей на заряд. При вращении магнита не происходит изменений его поля в пространстве. Заряд не отклоняется под действием с.Л. вдоль (по или против) тока индуктора благодаря жесткости конструкции. Вопрос к участникам: будет ли заряд испытывать магнитное противодействие при возвратно-поступательных перемещениях.

При каких премещениях? Извините, вопрос не совсем понятен: каково конкретное взаимное расположение и ориентация тока и движения заряда?. В разных местах реакции тока и заряда будут разные. Это уже давно не ново. Движение заряда вдоль оси магнита и электромагнита, тоже перпендикулярное току, всегда должно давать нули из-за симметрии взаимодействия всех элементов тока и заряда. При движении заряда не вдоль оси магнита, но перпендикулярно какому-то элементу тока вдоль пересекающей его прямой, заряд всегда будет пересекать круговые "магнитные линии" вокруг тока и будет отклоняться сам и отклонять большинство элементов тока. Но в некоторых точках мимобегущей траектории, где заряд будет двигаться вдоль этих самых "магиитных линий" он, как и вдоль оси, не будет отклонятся сам и не будет отклонять рамку с током при всей условности и "нематериальности" их "магнитных линий", зато будет ее поворачивать. В общем, интерес, и только учебный, может составлять только методика "домашнего" эксперимента без камеры Вильсона и ей подобных игрушек, недоступных большинству учащихся, например, по оптическому наблюдению под микроскопом кривизны траектории колебаний заряда, подвешенного возле тока. Хотя и такой эксперимент доступен, наверное, не во всех домах.
almaster
QUOTE(АИД @ 13.10.2011, 15:04) *
При каких премещениях? Извините, вопрос не совсем понятен: каково конкретное взаимное расположение и ориентация тока и движения заряда?.
Понимаю, о чем Вы. Уточняюсь:

Плоский дисковый магнит в одной плоскости с линией Оb. По линии от точки b к точке a, перпендикулярно касательной через точку а, под действием сторонней силы F движется заряженная уединенная емкость q. На заряд действует сила Лоренца Fл, которая компенсируется жесткостью конструкции (на рисунке компенсирующая сила не указана). Вопросы:
1)Будет ли магнит испытывать действие реактивной силы Fр? Вроде, ответ: "да"..
2)Будет ли заряд испытывать действие какой-либо силы Fх, препятствующей поступательному движению заряда?
almaster
Один мой пример был не понят в другой теме. Переношу сюда, это не офтоп, как раз в прямой связи с описываемым здесь опытом.
QUOTE
QUOTE
Еще пример: цилиндрический магнит и заряженный цилиндр вращаются на одной оси. При вращении в одном направлении - возникают силы на притяжение между ними

Представил себе два симметричных соосных вращающихся вертикальных цилиндра. Так и не смог понять, куда должна быть направлена сила притяжения, действующая, скажем, на внутренний цилиндр. Влево? Вправо? А ведь в симметричной ситуации у них и центры масс совпадают, почему сила названа "силой притяжения"? Как она соотносится с радиус-вектором между ними?

Уточню:

Здесь цилиндры имеют одну степень свободы - могут смещаться вдоль оси. При вращении в одном направлении цилиндры притягиваются, при вращении в другом - отталкиваются. Если цилиндры не вращать, то они не взаимодействуют. Хотя во всех случаях цилиндры неподвижны относительно друг-друга. Желающие могут смеяться, только имейте ввиду, что самое смешное здесь - это не "нарушение" принципа относительности. Самое смешное здесь, это то, что при взаимоперемещении цилиндров вдоль оси не возникает противного вращению момента на оси (ЭММ). Насколько один цилиндр тормозится, настолько же другой ускоряется во вращении реакцией. Про это у Алеманова С.Б., описывающего этот опыт, ничего не сказано.
АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 16.10.2011, 7:35) *

1)Будет ли магнит испытывать действие реактивной силы Fр? Вроде, ответ: "да"..

Согласно принципу равенства действия и противодействия - "да". Сам постулат о силе Лоренца об этом ничего не говорит, так как просто не предназначен для этого.
Цитата
Цитата(almaster @ 16.10.2011, 7:35) *

2)Будет ли заряд испытывать действие какой-либо силы Fх, препятствующей поступательному движению заряда?
Нет, если линия останется прямой благодаря конструкции устройства. И да, если она искривится в СО магнита или магнит сдвинется в СО заряда. Формула Лоренца остается в силе. Только в нее надо подставлять вместо радиальной тангенциальную составляющую скорости, для которой Fх перпендикулярна-радиальна.
АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 16.10.2011, 8:15) *
Здесь цилиндры имеют одну степень свободы - могут смещаться вдоль оси. При вращении в одном направлении цилиндры притягиваются, при вращении в другом - отталкиваются. Если цилиндры не вращать, то они не взаимодействуют. Хотя во всех случаях цилиндры неподвижны относительно друг-друга. Желающие могут смеяться, только имейте ввиду, что самое смешное здесь - это не "нарушение" принципа относительности.
Я тоже желаю смеяться, даже очень, только не понял пока с чего. Где нарушение принципа относительности? Есть два магнита, создающие общее магнитное поле, разное в разных случаях, и взаимодействующие с этим полем каждый порознь, а не друг с другом напрямую. Поэтому и результаты разные. Или я опять чего-то не понял?
Цитата
Цитата(almaster @ 16.10.2011, 8:15) *
Самое смешное здесь, это то, что при взаимоперемещении цилиндров вдоль оси не возникает противного вращению момента на оси (ЭММ). Насколько один цилиндр тормозится, настолько же другой ускоряется во вращении реакцией.
А здесь, к сожалению, вообще не пойму, что тормозится, когда, как, чем и когда смеяться, хотя слова, вроде бы, все русские?
almaster
QUOTE(АИД @ 18.10.2011, 5:17) *
QUOTE
Цитата(almaster @ 16.10.2011, 7:35)1)Будет ли магнит испытывать действие реактивной силы Fр? Вроде, ответ: "да"..


Согласно принципу равенства действия и противодействия - "да". Сам постулат о силе Лоренца об этом ничего не говорит, так как просто не предназначен для этого.

QUOTE
Цитата(almaster @ 16.10.2011, 7:35)2)Будет ли заряд испытывать действие какой-либо силы Fх, препятствующей поступательному движению заряда?


Нет, если линия останется прямой благодаря конструкции устройства...


То есть, если я правильно Вас понял, при продольном возвратно-поступательном перемещении заряда индуктор (дисковый магнит) получает импульс вращения? И на его валу (или оси?) возникает момент вращения? А заряд не испытывает ни магнитного, ни электрического противодействий при своих возвратно-поступательных перемещениях? Я, кстати, тоже так думаю. Интересное дежавю. Что же это мне так сильно напоминает?
almaster
QUOTE
Я тоже желаю смеяться, даже очень, только не понял пока с чего.

grin.gif Это у меня рецидив офтопа с другой темы. Там мне сказали не соваться: "...открой свою тему - там над тобой посмеемся..." Я почему и взял "нарушение" в кавычки. Речь я веду не о том.
QUOTE
А здесь, к сожалению, вообще не пойму, что тормозится, когда, как, чем и когда смеяться, хотя слова, вроде бы, все русские?
Да, речь об этом. При вращении цилиндров возникает ЭДС и взаимодействие цилиндров. Все тот же пресловутый униполярный принцип. Лоренцева ЭДС. На Фарадеевской машине. При движении, например, заряженного цилиндра к магниту под влиянием ЭДС, обусловленной вращением цилиндров, возникает сила, противодействующая вращению цилиндра ("Электро-Магнитный Момент генератора", "генераторный момент", етс). Реакция этой силы (противодействующей вращению заряда) на магнит является сонаправленной вращению магнита. Сумма моментов от силы и реакции на ось вращения обнуляется. То есть данное изделие подобно униполяру с вращающимся магнитом без внешнего участка цепи. И при переменном (разнонаправленном) вращении системы, мы получим механические колебания цилиндров, затратив энергию только на преодоление сопротивления среды. Это тот же самый предыдущий опыт, "только в левой руке".



АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 18.10.2011, 10:47) *
Реакция этой силы (противодействующей вращению заряда) на магнит является сонаправленной вращению магнита. Сумма моментов от силы и реакции на ось вращения обнуляется.

А попроще, по русски можно? А то приходится догадываться, а я не слишком догадливый, могу не так понять... Не могли бы уточнить, что значит "Реакция этой силы... на магнит" и "реакции на ось вращения"? Это неологизмы? В учебниках таких не встречал, да и давно это было...
almaster
QUOTE(АИД @ 19.10.2011, 1:18) *
А попроще, по русски можно? А то приходится догадываться, а я не слишком догадливый, могу не так понять... Не могли бы уточнить, что значит "Реакция этой силы... на магнит" и "реакции на ось вращения"? Это неологизмы? В учебниках таких не встречал, да и давно это было...

При вращении заряженного цилиндра и магнита на одной оси возникают силы, действующие на них. Например - направленные на сближение (притяжение) цилиндров. Допускаем возможность движения вдоль оси под влиянием этой, обусловленной вращением цилиндров, силы, заряженного цилиндра. То есть, позволим заряду притягиваться к магниту при их вращении. При движении заряда к магниту возникнет сила, препятствующая вращению заряженного цилиндра. Одновременно с этим возникнет сила, ускоряющая вращение магнита. Обе эти силы равны по моду и противоположны по направлению (топовый пост темы). Так как оба цилиндра вращаются на одной оси, то влияние этих обеих сил (действующей на заряд, и действующей на магнит) на ось (на суммарный моммент на оси) обнуляется. То есть, сила, тормозящая вращение заряда, компенсируется силой, ускоряющей вращение магнита.
АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 19.10.2011, 3:04) *
то влияние этих обеих сил (действующей на заряд, и действующей на магнит) на ось (на суммарный моммент на оси) обнуляется
Меня, собственно, смущает только "влияние этих обеих сил ... на ось" - ненаблюдаемый объект, вводимый только для описания взаимного размещения реальных дисков. Если его убрать, то все упрощается. Два магнита взаимодействуют с общим полем - один при вращении, другой независимо от вращения. Я правильно "догадался" или нет?
almaster
QUOTE(АИД @ 19.10.2011, 17:13) *
Меня, собственно, смущает только "влияние этих обеих сил ... на ось" - ненаблюдаемый объект, вводимый только для описания взаимного размещения реальных дисков. Если его убрать, то все упрощается. Два магнита взаимодействуют с общим полем - один при вращении, другой независимо от вращения. Я правильно "догадался" или нет?
Меня самого смушает! Я же хотел написать "на вал". Тяжело с математиками сосредоточиться на семантике. Они обычно думают, что реальные диски сами-собой в пространстве висят и вращаются. А ось специально придумали, чтобы математикам было удобно представлять, как объекты взаиморасполагаются!(Шутка. Не злая.)grin.gif
А вал (который бывшая "ось") в данном опыте - самая главная деталь. Без нее нет самого важного эффекта. Вы догадались правильно. Про взаимодействие магнитов с полем. Но я догадался еще правильней. Про компенсацию генераторного ЭММ реакцией на индуктор.
АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 19.10.2011, 10:41) *
Но я догадался еще правильней. Про компенсацию генераторного ЭММ реакцией на индуктор.
Зато меня опять смутили сочетанием ненаших слов "компенсацию генераторного ЭММ реакцией на индуктор". Кто кого компенсирует, как, чем, какой такой реакцией и на что? В учебниках такого нет, вроде. Там моменты "взаимодействуют" только теоретически в условной картинке их условной же геометрической интерпретации. Мерой же взаимодействия реальных тел считаются силы, способные ускорять-перемещать эти тела. Тоже условности, но четко определенные и, поэтому, пригодные для использования в пределах своих определений в любых моделях. Проекции же любых кольцевых сил, создающих "моменты" на их оси, равны нулю всегда, в том числе и в Вашем примере. Суммы же нулей тоже всегда равны нулю. Поэтому я и не могу понять, что же компенсируется. Нули? И что на что реагирует. Нули на нули? В то же время, когда Вы говорите о полях и магнитах, там ничего не противоречит знакомым мне общепринятым терминам и определениям. Но без Вас я не могу сделать выбор в пользу одной половины Вашего сообщения в ущерб второй. А вдруг я ошибусь и вместе с отвергнутой мной половиной Вашего сообщения я отвергну и ценное для меня же открытие? Не хотелось бы...
almaster
QUOTE(АИД @ 20.10.2011, 14:44) *
Зато меня опять смутили сочетанием ненаших слов "компенсацию генераторного ЭММ реакцией на индуктор". Кто кого компенсирует, как, чем, какой такой реакцией и на что? В учебниках такого нет, вроде. Там моменты "взаимодействуют" только теоретически в условной картинке их условной же геометрической интерпретации. Мерой же взаимодействия реальных тел считаются силы, способные ускорять-перемещать эти тела. Тоже условности, но четко определенные и, поэтому, пригодные для использования в пределах своих определений в любых моделях. Проекции же любых кольцевых сил, создающих "моменты" на их оси, равны нулю всегда, в том числе и в Вашем примере.

Про равенство нулю проекций кольцевых сил на ось - это я, с Вашего позволения, законспектирую. Эту "нулевость" проекций тангенциальных сил на ось необходимо будет учитывать в другом, предлагаемом мною, опыте (позже). Сам же я в "моментах" плыву. Точнее - "тону". Я учился электротехнике. Там, при описании процессов в электрических машинах, используют термины-синонимы: "электромагнитный момент (ЭММ) генератора", "генераторный момент", "тормозящий момент (генератора)". В разных работах - по разному. Я так понял, что особого правила тут нет, на усмотрение автора... Так же и "противоЭДС", "генераторная ЭДС (двигателей)", и еще какой-то - боюсь ошибиться. Последние термины относятся к явлению возникновения ЭДС, направленной против внешней (сторонней, питающей - тоже термины-синонимы) ЭДС в работающих двигателях. Такие вот все не ГОСТовские термины. А! Так вот этот пресловутый (ЭММ) генератора возникает, когда к работающему генератору подключают нагрузку и по якорю идет ток. Якорь, став, в этом случае, магнитом, взаимодействует с индуктором. Само-собой, против рабочего вращения вала машины. И обычно говорят о "сумме моментов", рабочего (под влиянием приложенной внешней механической силы), и тормозящего (или по другому - см. список 194.gif ) на валу(да, не на оси!) генератора. Подобный тормозящий ЭММ возникает и на валу дискового униполярного генератора ("Фарадея") в рабочем режиме (на нагрузку). Пример с двумя цилиндрами неудачен, там индукция радиальна. Мне-то все равно, я на вскидку, по направлениям изгибов тока и движения заряда определяю направление сил. А вот человеку, пользующемуся буравчиком, линиями (индукция), и (левой-правой) рукой, сориентироваться сразу бывает трудновато. Поэтому попробую объяснить на примере стандартного диска Фарадея, где индукция, (как это правильно по-русски?) "ортогональна", что ли, плоскости диска.
Вот система магнит-диск (или просто - проводящий магнит) вращается на валу. Обозначены ток Ампера (Ia) магнита, заряд (q), ЭДС (Е), обусловленная вращением диска, сила Лоренца (Л), действующая на заряд, движущийся под влиянием ЭДС, реакция силы Лоренца (Р), действующая на магнит (на ток Ампера), направление вращения системы (стрелка W):



Разумеется, мы знаем, что реальная траектория заряда в пространстве в данном случае представляет "улиточную" спираль, разворачивающуюся от центра окружности. Но в СО нашей "экспериментальной установки" траектория будет соответствовать нарисованной. Разумеется, мы также понимаем, что на самом деле и ЭДС (Е), и сила Лоренца (Л) - это две составляющие некой "диагональной" к ним (составляющим) силы Лоренца, которая, как мы знаем, действует на заряд строго перпендикулярно к его спиральной траектории в пространстве. Но в нашем случае справедливо проводить анализ и расчеты в СО диска. Т.е., используя мой рисунок с радиальной траекторией заряда, и условно называя составляющие СЛ просто Л и Е. В общем, на это мое отступление можно не обращать внимания, так как я его написал из соображений остудить возможное желание иных знатоков указать нам на эти нюансы. Так же вместо проводящего диска я просто изобразил, для анализа, некий заряд.

Итак, при вращении заряда и магнита на общем валу, возникает ЭДС, действующая на заряд. При движении заряда под влиянием ЭДС, возникает и действует на него сила Лоренца. Эта сила тормозит вращение вала, создает момент против рабочего вращения вала. На ток индуктора действует реакция этой силы Лоренца. Эта реакция ускоряет вращение вала, создает момент, "попутный" вращению вала. То есть, действие этих двух сил на вращение вала не проявляется, "обнуляется".

П.С. Перечитал и подумал, что про заряд надо было написать не "вращение", а "обращение". Ну, да ладно...
АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 20.10.2011, 10:53) *
Ну, да ладно...
Ну, да ладно... Спасибо. Так бы сразу smile.gif
almaster
Что же наэкспериментрировали? 1)Заряд движется на индуктор - индуктор вращается. 2)Вращаем на одном валу заряд и индуктор - заряд движется на индуктор. Правило Ленца, вроде, выполняется. Но в первом случае заряд не испытывает противодействия поступательному перемещению. А во втором - вал не испытывает противодействия вращению. Какие там у нас еще есть правила?
almaster
Можно, наверное, еще один опыт представить. Простейший вид электродинамического взаимодействия – два тока взаимодействуют с силой Ампера.
К полому металлическому цилиндру (обрезок трубы), закрепленному через диэлектрик на вращающейся оси, подведены два скользящих контакта(СК), между которыми по цилиндру течет ток проводимости (In). На соседней оси жестко закреплен магнит (красный, S), обращенный к току проводимости одним током Ампера (Ia). Токи отталкиваются (антипараллельны)

Сила Ампера, действующая на ток проводимости, вызывает вращение цилиндра (по типу униполярных машин). Следовательно, на каждую точку цилиндра действует некая тангенциальная к цилиндру сила С, численно равная Fа минус трение СК. Частично (на величину трения) оказывается продольное действие на скользящие контакты. Вид сверху:

Таким образом, радиальная составляющая проекций сил на ось цилиндра обнуляется.

Интересует: действительно ли при вращении цилиндра будет возникать дисбаланс сил в системе?
АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 31.10.2011, 4:21) *
Сила Ампера, действующая на ток проводимости, вызывает вращение цилиндра (по типу униполярных машин).
А в чем по типу?
Цитата
Цитата(almaster @ 31.10.2011, 4:21) *
Интересует: действительно ли при вращении цилиндра будет возникать дисбаланс сил в системе?
Да, будет, если Вы имеете в виду силы взаимодействия двух витков с токами. К указанному Вами отталкиванию цилиндров-частей витков добавится торможение вращаемого цилиндра.
almaster
QUOTE(АИД @ 31.10.2011, 17:13) *
А в чем по типу?
А это, по сути, и есть униполярная машина. Вместо подобного магнита можно установить один или два кольцевых витка по торцевым окружностям цилиндра. И без коммутаций на постоянном токе. Да и не важно это. Для красного словца, чтоб чуть понятней было...
QUOTE(АИД @ 31.10.2011, 17:13) *
Да, будет, если Вы имеете в виду силы взаимодействия двух витков с токами. К указанному Вами отталкиванию цилиндров-частей витков добавится торможение вращаемого цилиндра.
Вихревые в цилиндре? Это ясно, куда ж без этого! И "противоЭДС" тоже будет. Эти явления во всех машинах есть. Однако - работают. Это все частично уменьшается стандартными способами. Сейчас уделять этому внимание не актуально. Пока главный вопрос - что в итоге, какие силы будут действовать на платформу? То есть будет ли какая-либо равнодействующая, не равная нулю, как на моем рисунке?

АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 31.10.2011, 10:03) *
То есть будет ли какая-либо равнодействующая, не равная нулю, как на моем рисунке?
Попробуйте заменить на своем рисунке сплошные цилиндры наборами тонких гибких проводников и рассмотрИте силы, действующие на каждый из них. Это позволит увидеть и деформации проводников-линий тока и их равнодействующие силы.
almaster
QUOTE
Попробуйте заменить на своем рисунке сплошные цилиндры наборами тонких гибких проводников и рассмотрИте силы, действующие на каждый из них. Это позволит увидеть и деформации проводников-линий тока и их равнодействующие силы.
Вы второй раз почему-то пишите "цилиндрЫ". Что-то я не так нарисовал. Цилиндр у меня один. По нему ток идет. Напротив тока - магнит. По поводу набора проводников - что Вы имели в виду? смещение тока внутри цилиндра, или считаете, что ток пойдет вдоль цилиндра не только между щетками, но и, например, с противоположной стороны цилиндра?
АИД
Цитата
Приношу извинения, но Вы нарисовали магнит и написали "обращен током IA", что "соблазнило" меня "съэкономить" на "цилиндрах", поскольку итог один. Забудьте. Пусть будет один левый цилиндр с током в магнитном поле магнита. А предложено заменить цилиндр на образующие проводнички-элементы, чтобы было видно направления действующих на них сил, указанных на рисунке неудачно. Эти силы будут попарно параллельны, а не противоположны, как на рисунке, и их общий момент относительно оси цилиндра будет равен нулю. То есть, они не смогут вращать цилиндр вокруг его оси. А вот относительно оси рамки, одной из сторон которой является цилиндр с током, момент этих сил будет равен нулю только при перпендикулярном положении плоскости рамки "линиям" магнитного поля, и рамка будет стремиться к этому положению из любого другого положения. Если разместить источник тока внутри цилиндра и пустить провод к его торцам по его оси, то и этот момент станет равным нулю при всех положениях цилиндра. Эти все варианты и предлагалось посчитать для пущей наглядности. Если бы у вас был набор проводников-образующих цилидра, изолированных от соседей, и только две щетки-токоподводы, то это была бы разновидность коллекторного двигателя постоянного тока.
almaster
Поворот рамки с током в магнитном поле мы не рассматриваем. Нам необходимо рассматривать магнит именно как участник взаимодействия, а не просто как некий источник поля. Хорошо, пусть поворотный момент контура с током будет нулевым. То есть, наша "рамка" развернута к магниту той стороной, которая притягивается током Ампера. То есть, ток в цилиндре и ток Ампера магнита параллельны. И силы Ампера направлены в другие стороны (навстречу друг-другу), в отличие от нарисованных. Мы можем еще учесть взаимодействие с магнитом также и противоположного "изгиба" нашего контура с током, в подводящих проводах. Но, думаю, столь слабым, из-за расстояния, взаимодействием в нашем случае можно пренебречь. То есть, в "чисто магнитном смысле" мы имитируем (и нас интересуют) силы, с какими влияют друг на друга, например, два плоских магнита, (или контуры с током) лежащие на столе:

При подобном расположении магнитов и (или) контуров с током единственные значимые силы, определяющие характер взаимодействий, это силы Ампера, действующие на ближайшие изгибы токов. Разумеется, равнодействующие Fa, приложенные мной к токам Ia, включают в себя еще и силы, действующие на противоположные изгибы токов. Но из-за большего расстояния их влияние незначительно.
Что касается поперечного распределения тока по цилиндру, то, несомненно, с обратной стороны цилиндра будут некие явления, которые мы можем с большой натяжкой назвать "током". И его влияние с этой стороны будет весьма незначительным. Хочу напомнить, что максимальный вектор электрической индукции лежит на линии между щетками. И там же - минимальное сопротивление. Поэтому сколько-нибудь значимые процессы под названием "ток" будут происходить в области между щеток, имеющей форму, приближающуюся к окружности с диаметром, равным расстоянию между щетками. Причем, максимально плотный ток - в центре:

Вот, чужой рисунок удачно подвернулся. Чуть подправил, надеюсь избежать обвинения в пиратстве. А что касается деления цилиндра на отдельные вертикальные проводники, то в этом случае вообще не имеет смысла говорить о токах на обратной стороне цилиндра. Шихтовать цилиндр, вообще-то, необходимо с целью избежать вихревых (Фуко) токов при вращении цилиндра вблизи магнита. Хотя, что я пишу, Фуко, вроде, определены как возникающие под влиянием вихревого электрополя, а у нас тут Лоренцева ЭДС... Что-то не могу вспомнить или найти какое-нибудь определение вредных токов в массивных проводниках при Лоренцевой ЭДС. Буду признателен, если кто поможет в этом вопросе! Пока же будем считать, что это тоже Фуко, только в другой руке...
В итоге наш опыт (возвращаюсь к опыту) сводится к задаче на моменты с рычагами r и l. Задать массу цилиндра и всей конструкции. Задать силы (или ток проводимости, индукцию магнита и расстояние) и угол:
АИД
Цитата
Что-то не могу вспомнить или найти какое-нибудь определение вредных токов в массивных проводниках при Лоренцевой ЭДС. Буду признателен, если кто поможет в этом вопросе! Пока же будем считать, что это тоже Фуко, только в другой руке...
Токи Фуко возникают в любом электропроводном контуре, в котором меняется индукция, из-за появления ЭДС. В системе СИ единицы измерения (U-Вольт, B-Тесла, Ф-Вебер и t-секунда) специльно подобраны так, чтобы формула ЭДС упрощалась до предела U=dФ/dt=d(BS)/dt. Индукция В и поток Ф считаются в проекции поверхности, ограниченной контуром, на плоскость, перпендикулярную "линиям" магнитного поля. Это просто запись уравнений Максвелла для этого случая. И ничего больше. В этой записи все ответы на все заданные здесь вопросы.
О боги! Виноват, божился, что буду внимательней и не буду спешить sad.gif
Спасибо, Овен. Теперь придется искать, нет ли где еще подобных опечаток sad.gif
Owen
В системе СИ единицы измерения (U-Вольт, B-Тесла и t-секунда) специльно подобраны так, чтобы формула ЭДС упрощалась до предела U=dB/dt.

А теперь укажите в своей "формуле" две ошибки.
almaster
Позвольте представить очередной опыт. Спасибо. Интересует мнение участников по следующему предположению. Представим некую проводящую плоскость Q, движимую вдоль перпендикулярного к ней некоего тока индуктора I некоей сторонней (механической) силой F:

Вопрос: справедливо ли предположение, что ЭДС e, возникающая при движении проводящей плоскости, действует на все заряды q данной проводящей плоскости в радиальном направлении к (от) току индуктора как к некоему центру:

Плоскость Q движется от нас. Ток I идет от нас. Я не рисовал ни магнитных линий, ни значков индукции. Случай простой - заряды движуться вдоль тока в том же направлении, что и ток.
АИД
Цитата
Цитата(almaster @ 11.11.2011, 12:13) *
Вопрос: справедливо ли предположение, что ЭДС e, возникающая при движении проводящей плоскости, действует на все заряды q данной проводящей плоскости в радиальном направлении к (от) току индуктора как к некоему центру:
Да.
almaster
2 АИД Благодарю! То есть, логично будет продолжить, что то же самое будет справедливо так же и для кольца (1), и для дуги (2), аксиальных к току и движущихся вдоль него:

Тут ток идет на нас, кольцо и дуга идут от нас. ЭДС поперечна в данных проводниках.

Может быть зря я так сложно двигаюсь, но мне кажется это необходимо, чтобы без лишних споров и непонимания подойти к следующему:

Здесь особым образом изогнутая скоба из проводника движется между двух паралельных разнонаправленных токов индуктора I. ЭДС направлена вдоль проводника на прямом вертикальном участке скобы. На изогнутых (дуговых) участках скобы ЭДС направлена поперек проводника. (1)

Мы можем составить контур из некоего числа последовательно набранных скоб, изогнутых подобным образом с помошью некоего шаблона. (2)

Далее мы можем собрать в пучек центральные провода, последовательно соединяющие наши скобы таким образом, чтобы эти соединяющие скобы провода расположились на оси полученной фигуры вращения. И, разумеется, два кольцевых тока индуктора I. (3), (4)

Заманчиво назвать сию конструкцию "высоковольтным униполяром", но меня смущает то, что заряды в соединяющих скобы проводах, хоть и расположены вблизи оси конструкции, но все-таки будут совершать обрашения вокруг этой оси при вращении конструкции. Линейная скорость этих "внутренних" зарядов будет значительно ниже скорости зарядов в прямых "наружных" участках скоб. Но и индукция в центре кольцевого витка тока индуктора выше индукции между параллельными кольцами. Но и ЭДС в "центральных", "осевых" прямых участках скоб не строго продольна, а изменяется значением и углом по функции от расстояния:

Все стрелки силы направлены в точку А.
Роман Хонин

2 almaster , а проверять будете?
almaster
Роман Хонин Что проверять?
Роман Хонин
almaster , прошу прощения, я хотел спросить: будете опытом проверять работоспособность схемы?
almaster
QUOTE(Роман Хонин @ 17.11.2011, 23:29) *
almaster , прошу прощения, я хотел спросить: будете опытом проверять работоспособность схемы?

Так схема-то считается, Роман, а вот изделие бы проверить. Только Вы мой же вопрос повторили: "Есть ли смысл еще проводить опыты" umnik.gif rolleyes.gif

Роман Хонин
Цитата
Так схема-то считается, Роман, а вот изделие бы проверить. Только Вы мой же вопрос повторили: "Есть ли смысл еще проводить опыты"


Проводить опыты для демонстрации общеизвестных законов смысл есть только в учебных целях, или когда тот, кто сомневается в установленных истинах не владеет мат. аппаратом для расчета модели (или когда такой расчет невозможен). Но такой сомневающийся должен это сделать перед тем как оглашать свои сомнения.
А что касается данной схемы, то по-моему здесь все ясно: работать не будет, потому что сколько в контур вошло индукции столько и вышло, ничего не потерялось.

А Вы как можете ответить на Ваш вопрос?
almaster
Ваш ответ...он как...от владения аппаратом (мат) или от глубокого проникновения в физсмысл? А в рабочих электрических машинах индукция тоже "входит и выходит" в контур? А выходит "меньше"? А униполярная машина Вам известна? А там сколько "индукции" "теряется" ("не выходит" ) в контуре?
Роман Хонин
2 almaster , в униполярных машинах МСЛ пересекают рабочий отрезок контура один раз, а у Вас - два: на периферии и у оси.
... естественно, от проникновения в физсмысл, аппарат здесь не требуется.
almaster
Красиво излагаете, Роман! Кто научил? А про зависимость ЭДС от скорости зарядов Вы ничего не скажете?
Роман Хонин
Цитата
Красиво излагаете, Роман! Кто научил? А про зависимость ЭДС от скорости зарядов Вы ничего не скажете?


Я красиво излагаю, потому что Природа красива.
Жизнь научила.
Зависимость прямо пропорциональная. А потому и не будет эффекта: во сколько раз сильнее (слабее) поле, во столько раз меньше (больше) скорость.
almaster
Приятно пообщаться на этом форуме со столь лиричным человеком! rolleyes.gif
АИД
Цитата
Цитата(Роман Хонин @ 19.11.2011, 23:18) *
2 almaster , в униполярных машинах МСЛ пересекают рабочий отрезок контура один раз, а у Вас - два: на периферии и у оси. ... естественно, от проникновения в физсмысл, аппарат здесь не требуется.
В другой нравящейся мне модели физического вакуума как плотной упаковки его упругих частиц результат тот же, хотя там нет никаких линий магнитного поля, а есть только его эквивалент - взаимный параллельный (геометрический) сдвиг рядов упаковки, при перемещении в которой разные ее дефекты включения, эквивалентные электронам, ведут себя по-разному в завмсимости от их состояния. Оттуда там и ЭДС, точнее, сдвигающий-раздвигающий их геометрический потенциал. При некотором желании это тоже можно было бы назвать "физическим смыслом". Хотя и то, и то - только две геометрические картинки-модели, которые описываются разными словами, но при замене слов эквивалентными сокращениями-формулами формулы ЭДС оказываются одинаковыми-неразличимыми. Есть ли смысл называть "физическим смыслом" подобные вещи? smile.gif Ведь это только наши представления о чем-то, что может быть совсем иным. Хотя как-то называть надо, действительно.
almaster
Так значит, ЭДС при вращении подобной рамки будет в сумме нулевая? Например, в крайнем варианте: рамка одна и внутренний более длинный прямой участок расположен точно на оси?
Роману не беспокоится - Вы уже дали ответ.
Роман Хонин
Цитата
Роману не беспокоится - Вы уже дали ответ.

almaster ,
я все же вставлю еще пару слов... Дело не в оси: еще на подходе к ней боковые стороны контура пересекут линии поля. Посмотрите внимательнее: "круглые" участки контура вовсе не параллельны МСЛ. И о проводе вдоль оси... Чтобы расположить его точно вдоль оси магнитного поля надо взять проводник толщиной в один электрон. Допустим, что такие бывают. Тогда можно провести провод точно вдоль оси поля, а потом ведь надо его вести вдоль МСЛ на периферию контура - это тоже в принципе возможно. Но тогда боковые участки контура сойдутся на периферии в точке, то есть не пересекут МСЛ ни разу. Какой толк от такого контура? А если все-таки на периферии будут участки ортогональные МСЛ, то... см. Вашу схему.
Роман Хонин
Цитата
Хотя как-то называть надо, действительно.

Увы, никуда от этого не деться.
almaster
Смотрю очень внимательно, Роман, чего и Вам желаю! Вижу, что "круглые" участки контура параллельны МСЛ, сходятся не в точке. Вижу, что на "периферии" есть участок, ортогональный МСЛ, "см. нашу схему". Вижу, ЭДС точно в центре окружного магнита =0. Значит есть отрезок от оси до некой точки, на котором ЭДС возрастает от нуля до равной ЭДС во внешнем участке контура. Этот-то отрезок и есть радиус нашего пучка "осевых участков" множества витков.
Роман Хонин
almaster , если я соглашусь, то эксперимент проведете?
almaster
Проведу, если Вы сначала посчитаете. umnik.gif good.gif
Роман Хонин
Цитата
Проведу, если Вы сначала посчитаете.

А как посчитать: чтоб ЭДС по контуру была равна нулю, или чтоб не равна?
almaster
Вы лишь уравнения составите. А уже по ним можно будет расчитывать геометрию для неких требуемых параметров "изделия". В т.ч. и "точку 0" найти. Надеюсь, Вы понимаете, что уравнения будут сильно отличаться от "классических" выражений для ЭДС?
Роман Хонин
Цитата
Вы понимаете, что уравнения будут сильно отличаться от "классических" выражений для ЭДС?

То есть надо доказать, что ЭДС по такому контуру не равна нулю? И где я возьму такие формулы? Вы предлагаете мне совершить научное открытие "на кончике пера". Скажу без ложной скромности - мне такое не по силам. Я полагаю, что Вам тоже, раз обратились за помощью к форуму. Так может все же сначала провести качественный эксперимент?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Русская версия IP.Board © 2001-2016 IPS, Inc.