Алтернативни енергоизточници > Теории, хипотези, физични опити
Динамиката на Нютон е подобна на електродинамиката
технократ:
Една интересна закономерност при индуктивността която съвпада със закономерността от динамиката на Нютон. Тази закономерност се състои в това че ЕДС в една бобина от самоиндукция, се противопоставя на промяната на магнитният поток също както инерцията на телата се противопоставя на приложената сила от механиката на Нютон. Дали последната не е следствие от първата или е обратното, как мислите.
За по добро запознаване с материала препоръчвам да прочетете.
http://www.trioiskar.com/webassess/drajshu/l12.pdf
При обсъждането на последната фигура (вижте по-горе) разгледахме само случая, когато
ток протича или през единия соленоид, или през другия. Ако ток тече едновременно и през
двата соленоида, магнитният поток, преминаващ през всеки соленоид, ще е сума от двата
потока, съществуващи поотделно. Така е, понеже е в сила принципът за суперпозицията. По
тази причина електродвижещата сила във всеки соленоид ще е пропорционална не само на
изменението на тока в другия соленоид, но и на изменението на тока в самата нея. Така пълната
електродвижеща сила в соленоид 2 следва да се запише във вида
dt
dI M
dt
dI E M 2
22
1
2 = 21 + .
Аналогично, електродвижещата сила в соленоид 1 ще зависи не само от изменението на тока в
соленоид 2, но и от изменението на тока през самия него:
dt
dI M
dt
dI E M 1
11
2
1 = 12 + .
Коефициентите M11 и M22 винаги са отрицателни. Обикновено се записва
M11 = −L1 и M22 = −L2 ,
където L1 и L2 се наричат коефициенти на самоиндукция (или просто индуктивности).
Разбира се, електродвижеща сила на самоиндукция съществува даже и при един
соленоид. Всяка намотка сама по себе си има коефициент на самоиндукция L и нейната
електродвижеща сила е пропорционална на скоростта на изменение на тока през намотката.
Обикновено се приема, че електродвижещата сила и токът на един соленоид са положителни,
ако са еднопосочни. При това условие, за една единствена намотка, можем да напишем
dt
dI E = −L .
Знакът “минус” показва, че електродвижещата сила противодейства на изменението на
тока. Понякога я наричат “обратна електродвижеща сила”.
Доколкото всяка намотка проявява самоиндукция, противодействаща на изменението на
тока, токът в намотката проявява своеобразна инертност. Наистина, ако искаме да изменим
тока в намотката, трябва да преодолеем тази инерция, свързвайки намотката към външен
източник (напр. батерия; вижте долната фигура). В такава верига токът I е свързан с
напрежението V чрез съотношението
dt
dI V = L .
Това съотношение има формата на едномерно уравнение на движение на Нютон за
частица. Затова можем да го изследваме, следвайки принципа, че “еднаквите уравнения имат
еднакви решения”.
a)
Верига с източник на напрежение и
индуктивност (а) и аналогичната на
нея механична система (б).
b)
Така, ако на приложеното външно напрежение V съпоставим външна сила F
, а на тока I
съпоставим скоростта на частицата v , коефициентът на индукция на намотката L ще
съответства на масата m на частицата (вижте горната фигура и следващата таблица).
СЪПОСТАВЯНИ ВЕЛИЧИНИ
Частица Намотка
F (сила) V (потенциалнан разлика)
v (скорост) I (ток)
x (преместване) q (заряд)
dt
dv F = m
dt
dI V = L
mv (импулс) LI
2
2
1
mv (кинетична енергия) 2
2
1 LI (магнитна енергия)
Следвайки аналогията, на кинетичната енергия 2 (1/ 2)mv съответства аналогична
величина 2 (1/ 2)LI , която наистина е енергетична величина. Така получаваме, че работата,
извършвана за единица време върху индуктивност, е равна на VI , а в механична система – на
Fv . Така тези величини си съответстват не само в математичния смисъл, но и имат едно и също
физично значение.
epwpixieq-1:
--- Цитат на: технократ в Април 04, 2019, 11:18:42 pm ---За по добро запознаване с материала препоръчвам да прочетете.
http://www.trioiskar.com/webassess/drajshu/l12.pdf
--- Край на цитат ---
"Ако ползваме дефиницията на векторния потенциал (B=∇×A)"
Всъщност това не е дефиниция на векторен (с удебелен шрифт ) потенциал, векторния потенциал е А и се е изразявал доста подобаващо като potential(A) - потенциалa на А. Това което е дадено е математическото приравняване на вектора на индукция към определено преориентиране на потенциала на елетричния ток в пространството.
И за повече пълнота (и за тези които не са запознати ∇× е ротационния оператор които преди се е знаел като "curl" или физическо представено като "завихряне"):
А = potential(C)
B = ∇×А = potential(D) [ magnetic force ]
C = (4π)-1 ∇×B = ∇2×А = potential(Е) [ electric current ]
D = ∇×C = ∇2×B = ∇3×А
Е = ∇×D = ∇2×С = ∇3×B = ∇4×А
Разбира се не трябва да се изпуска и нтересното взаимодествие на "curl/∇×" ( завихрянето ) и "potential" ( потенциала ) за всеи вектор Т:
∇×(potential(Т) = potential(∇×Т)
и произхождащото,
∇2×(potential(Т)) = ∇×(∇×(potential(Т)) = ∇×(potential(∇×Т)) = potential(∇2×Т)
Това всичкото и много по-задълбочено третиране на тематиката може да се види в "The Relations Between Magnetic Force and Electric Current" глава от "Electrical Papers" p. 195, на Хевисайд, от където и формулите цитирани в представения докумен са произлезли, в някои случаи обяснени правилно в други не толкова правилно.
Интересно е да се спомене, че индукцията, в старите текстове, се третира като "electrical inertia"/електрическа инерция.
технократ:
--- Цитат ---Интересно е да се спомене, че индукцията, в старите текстове, се третира като "electrical inertia"/електрическа инерция.
--- Край на цитат ---
Има ли аналог с инерцията на Нютон, електрическата инерция всъщност следва от самоиндукцията на бобина, това е като инерцията и инертноста при динамиката на Нютон, когато на тяло му действа външна сила то противодейства на тази сила, както на ЕДС на един източник, му противодейства ЕДС от самоиндукция на бобината. Токът в бобината пада, а токът се асоцира със скорост на тяло при която му е предадена от някаква външна сила. Масата на тялото създава инертност а тя противодейства на външната сила, така че намалява ускорението по формулата на Нютон a=F/m. За бобина аналогично може да се запише така I=V/L токът в бобината е равен правопропорционално на ЕДС от външният изсточник, и обратнопропорционално на ЕДС от самоиндукция, колкото по голяма е индукцията на бобината L, толкова по голяма ЕДС на самоиндукция и толкова по малък ток в нея. Бобина с по голяма индукция е аналогична на тяло с по голяма маса. Но не знам тези аналогии дали са коректни, та това и питам. Излиза ли че има връзка между динамиката на електромагнетизма и динамиката на Нютон. Електромагнитните вълни които описва Максуел в своите формули, дали приличат на механичните вълни или акустичните в някаква среда, например вода, стъкло и т.н.
hyparh:
Един цитат за размисъл:
"Без инерция сили не съществуват. Инерцията е неразделна част от всички видове енергийни проявления. Едно добро разбиране за това може да предложи законът на Фарадей, който показва, че при промяна в (магнитния) поток, се индуцирана електродвижеща сила. Ако заменим "електродвижеща сила" само със "сила" и "магнитен поток" със "скорост", тогава законът придобива следния вид:
"Индуцираната сила, предизвикана от промяна в скоростта, винаги е в такава посока, че се съпротивлява на промяната на тази скорост."
Това е друга дефиниция за инерция.
Факторите, обуславящи инерцията, могат да бъдат изведени спрямо следните разсъждения: Кинетичната енергия на заряд в движение, се проявява под формата на магнитно поле. Това магнитно поле възниква за сметка на електростатичното, при което се спазва ЗЗЕ. Ролята на инерцията и условията, управляващи степента й на проявяване, вече стават очевидни. Инерцията на едно тяло зависи от способността му да генерира магнитно поле при ускорение. Колкото по-силно проявена е инерцията, толкова по-голяма е тази способност.
Големината на проявената инерция на едно тяло, е директно пропорционална на силата на магнитното поле, което образува тялото при увеличаване на скоростта. Оттук следва, че инерцията е зависима от тоталния електростатичен заряд на едно тяло. Това важи и за т.нар. "неутрална" материя. Атомите и молекулите на предполагаемо неутралната материя, също имат заряд – слаб положителен. Следователно дори атомите и молекулите разгръщат магнитни полета при ускорение.
За обяснение и по-задълбочено разглеждане на тези явления, трябва да бъдат взети предвид етерите, както и същността на светлината, фотоните и положително и отрицателно заредените частици."
технократ:
Хипарх, но неутрално тяло с някаква скорост няма магнитно поле. Мисля че такава аналогия на инерция и магнитно поле не е много удачна и ползотворна, за разсъжденията по електродинамика и динамика на телата. Но все пак аналогията е налице. Ако хипотетично си представим магнитното поле като "кондензирало" така да се каже, силовите му линии са толкова гъсто една до друга че образуват нещо като твърдо тяло, и полюсите му са вградени един в друг така че то става безполярно демек магнитно неутрално, тогава е логично да приемем че аналогията е коректна.
Навигация
[0] Списък на темите
Премини на пълна версия