Униполярная индукция

Униполя́рная инду́кция (от уни… и полюс) — возникновение ЭДС в намагниченном теле, движущемся непараллельно оси намагничивания. При этом ЭДС направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы магнитной индукции В и скорости u магнита.

Объяснение эффекта

Если намагниченное тело — проводник, то униполярная индукция может быть объяснена в рамках классической электродинамики: под действием силы Лоренца свободные электроны перемещаются внутри тела перпендикулярно направлениям u и B до тех пор, пока в теле не возникнет электрическое поле, препятствующее этому перемещению.

Последовательное объяснение явления униполярной индукции даётся теорией относительности. В системе отсчёта, связанной с магнитом (собственной системе отсчёта), электрическое поле Е отсутствует. Если в лабораторной системе отсчёта магнит движется поступательно, равномерно и прямолинейно со скоростью u, то, согласно релятивистским формулам преобразования напряжённостей полей, в этой системе электрическое поле E с точностью до множителя ${\displaystyle \left(1-u^{2}/c^{2}\right)^{-1/2},}$ при малых u практически не отличающегося от единицы, будет равно: ${\displaystyle \mathbf {E} =-}$${\displaystyle \left[{\frac {\mathbf {u} }{c}}\times \mathbf {B} \right]}$, где c — скорость света^{[комментарий 1]}; эта формула применима к областям как внутри, так и вне намагниченного тела, независимо от того, является ли оно проводящим или непроводящим. Таким образом, униполярная индукция — релятивистский эффект, в котором ясно проявляется относительный характер деления электромагнитного поля на электрическое и магнитное.

Наличие электрического поля приводит к появлению постоянной разности потенциалов, что используется для генерирования постоянного тока в униполярных машинах. Термин «униполярная индукция» неудачен, он возник вследствие того, что в униполярной машине контур, в котором наводится ЭДС, расположен со стороны одного полюса магнита.

Источники

• Тамм И. Е. Основы теории электричества. — 8-е изд. — М., 1966.
• Пермитин Г. В., Чугунов Ю. В. Униполярная индукция // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1999. — Т. 5: Стробоскопические приборы — Яркость. — С. 224—225. — 692 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-85270-101-7.

См. также

• Фарадеев парадокс
• Униполярный генератор
• Униполярный электродвигатель
• Эрик Эдлунд писал в 1878 году об униполярной индукции, основываясь на собственных оригинальных представлениях об электричестве.

Ссылки

• Относительность и электрические машины (недоступная ссылка) Ваннах Михаил — 26 апреля 2007 года.

Примечания

Комментарии

1. Формула записана в симметричной системе СГС, где размерности электрического и магнитного полей равны и, в отличие от СИ, отсутствуют нефизические размерные коэффициенты.