單極感應

單極感應

單極感應
如圖所示,A和D 是磁化可導電圓柱形物體(永久磁體)的兩個磁極,磁體繞對稱軸AD以等角速度轉動;AVB是靜止在實驗室中的導線,它的一端與磁體的一個磁極A滑動接觸,另一端與磁體的赤道平面滑動接觸(B點)。實驗表明,在回路VBCA中有一穩定電流通過。這種現象被稱為單極感應。雖然這個單極感應名詞不太合适,但已經被接受了。
  • 外文名:unipolar induction

概述

unipolar induction

利用單極感應現象,既可以制造出發電機,也可以制造出電動機。但是,無論是單極感應發電機還是單極感應電動機,其轉換效率都較低,所以,單極感應在機電工程領域沒有太多的應用。

對于單極感應現象的解釋,已經争論了很久,主要有兩種解釋:

曆史

法拉第(Faraday)的觀點: 法拉第認為,磁體轉動時它周圍的磁力線并不随之運動,即磁力線靜止在實驗室内,這樣回路AVBCA中的磁體部分BCA就是在磁場中運動的導體,它切割磁力線産生電動勢造成回路AVBCA中的穩定電流。

韋伯(Weber)的觀點:  韋伯的觀點和法拉第的觀點完全相反,他認為磁力線随轉動的磁體一起運動,運動的磁力線切割靜止在實驗室中的導線AVB而産生了一個電動勢,這個電動勢使回路AVBCA中出現一穩定電流。

單極感應問題本來隻是一個經典電磁學問題,但是在争論了近百年以後,仍然沒有一個明确的答案,幾乎所有的電磁學教材都回避了這個問題。這是令人匪夷所思的事情。

在天體物理領域,單極感應是一個基本而重要的問題。因為星體的磁場是否跟随星體一起旋轉,對于研究磁層的運動規律至關重要。徐仁新教授在剛剛出版的的《天體物理導論》中認為這仍然是一個有争議的問題。

在物理學界,現在的實驗和理論分析絕大多數傾向于磁場是不轉的。而在天體物理學界則相反,大多數學者認為磁場會随着星體一起旋轉。

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