Аналогичным образом взаимодействуют и движущиеся электри-
ческие заряды. Причем для магнитных взаимодействий третий за-
кон Ньютона не выполняется (сила, действующая на один заряд со
стороны другого, не равна силе действующей на второй заряд со
стороны первого).
6.9. При движении (изменении) магнитного поля в замкнутом
проводнике возникает ЭДС индукции. В соответствии с правилом
Ленца направление индукционного тока таково, что его собствен-
ное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего
индукцию. Внешние силы, двигающие магнит, встречают сопротив-
ление со стороны проводящего контура. Собственное поле контура
таково, что при приближении магнита рамка и магнит отталкива-
ются, а при удалении притягиваются. Во всех случаях внешние
силы должны будут выполнять работу, которая превратится в ко-
нечном счете в работу тока.
Патент США 3 787 770: Способ обнаружения снаряда вылетаю-
щего из ствола орудия, и прибор для его осуществления. Магнит
располагают вблизи дула орудия для того, чтобы вылетающий из
ствола снаряд пересекал некоторые магнитные силовые линии маг-
нита. При отделении снаряда от орудия и прохождении снаряда
над постоянным магнитом, в считывающей катушке, намотанной на
магните, наводятся импульсы напряжения, которые после прохож-
дения через усилитель подводятся к осцилографу или хронографу
для обеспечения отсчета.
А.с. 279 117: Термостат содержащий теплоизолированную ка-
меру, магнит и нагреватель, отличающийся тем, что с целью уп-
рощения конструкции и повышения надежности, в нем нагреватель
выполнен из ферромагнитного материала, устаномлен на валу
электродвигателя и расположен в поле магнита.
Это явление наблюдается и в том случае, когда перемещения
проводника не происходит, а магнитное поле меняется во време-
ни. Если контур проводящий ЭДС индукции вызывает в нем индук-
ционный ток, если непроводящий (например, условно проведенный
в воздухе), то возникает лишь ЭДС.
6.9.1. Рассмотрим два контура, расположенные рядом. Пере-
менный ток протекающий в одном из них, создает переменное маг-
нитное поле, которое вызывает появление ЭДС индукции в другом
контуре. Такое явление называется взаимной индукцией.
6.9.2. Переменный магнитный поток может вызываться пере-
менным током самого контура. В этом случае в контуре также по-
является ЭДС - она называется ЭДС самоиндукции.
6.10. Если в изменяющемся магнитном поле перпендикулярно
к его силовым линиям поместить металлическую (не ферромагнит-
ную) пластинку, в ней начнут протекать круговые индукционные
токи.
А.с. 513 237: Способ магнитошумовой размерометрии ферро-
магнитных изделий, заключающийся в том, что преобразовывают
магнитные шумы в электрические сигналы индуктивным преобразо-
вателем, а затем проводят амплитудно-частотный анализ спектра
сигналов, по результатам которого судят о контролируемом раз-
мере, отличающийся тем, что с цель повышения точности контроля
толщины электропроводных неферромагнитных покрытий на ферро-
магнитной основе выделяют ту часть спектра сигналов, компонен-
ты которой изменились вследствие токовихревого взаимодействия
с магнитными шумами.
6.10.1. Ток в пластинке может достигать больших величин,
даже при небольшой напряженности поля, так как сопротивление
массивного проводника мало. Индукционные токи в массивных про-
водниках называют токами Фуко или вихревыми точками.
А.с. 235 778: Устройство для оттаивания снеговой шубы ис-
парителя, например, домашних холодильников, содержащее понижа-
ющий трансформатор, первичная обмотка которого включена в
электрическую цепь переменного тока, отличающийся тем, что с
целью ускорения процесса оттаиванияпевичная обмотка укреплена
на стенке испарителя с тем, чтобы последний служил вторичной
обмоткой трансформатора для наведения в нем вихревых токов.
6.10.2. Вихревые токи в пластинке создают магнитное поле.
Это поле действует в соответствии с правилом Лоренца навстречу
полю возбуждения. Это значит, что пластинка будет выталкивать-
ся из поля.
А.с. 434 703: Способ ориентации немагнитных токопроводя-
щих ассиметричных деталей в переменном магнитном поле, образо-
ванном в межполюсномпространстве электромагнита, отличающийся
тем, что с целью уменьшения затрачиваемой мощности и повышения
надежности ориентации, деталь в зону ориентации подают смещен-
ной относительно плоскости симметрии магнитного поля так, что
в одном из положений электродинамические силы, действующие на
деталь уравновешиваются, а в других - неравновесие этих сил
усугубляется.
Колеблющаяся между полюсами электромагнита тяжелая метал-
лическая пластинка "увязает", если включить постоянный ток,
питающий электромагнит, и останавливается. Вся ее энергия
превращается в тепло выделяемое токоми Фуко. В неподвижной
пластине токи, разумеется, отсутствуют. Тормоз, основной на
этом эффекте не имеет трения покоя.
А.с. 497 069: Способ торможения проката на холодильниках
сортовых прокатных станков, отличающийся тем, что с целью уве-
личения производительности холодильников торможение проката
поисходит бегущим полем, создаваемым электромагнитами, встро-
енными в приемный желоб холодильника.
6.10.3. Чем лучше проводник пропускает ток, тем ближе по
величине к первоначальному встречное магнитное поле. В идеаль-
ный проводник (сверхпроводник) электромагнитная волна вобще не
проникает, вихревые токи текут в бесконечно малой по величине
"кожице" металла.
Выталкивание магнитного поля из сверхпроводника называет-
ся эффектом Мейснера.
Этот эффект используется для создания магнитных экранов,
позволяющих получить магнитный вакуум до 10 в минус восьмой
степени эрстед. Им обьясняется интересное явление - парение
постоянного магнита над чашей из сверхпроводящего материала.
6.10.4. В стационарном электростатическом или магнитном
поле подвеска тела не может быть стабильной, если относитель-
ная диэлектрическая проницаемость или магнитная проницаемость
тела больше или равна единице. Диэлектрическая проницаемость
всех тел больше. Но магниная проницаемость диамагнитных мате-
риалов и сверхпроводников меньше единицы. Это дает возможность
осуществлять с этими веществами стабильную повеску. Любое пе-
ремещение подвешенного тела приводит к появлению вихревых то-
ков, энергии которых достаточно, чтобы удержать подвешенное
тело.
Триумф индукционных токов - беличья клетка ротора асинх-
ронного двигателя работают индукционные насосы для перекачива-
ния жидких металлов в металлургии и ядерной энергетике.
6.10.5. На величину вихревого тока влияют удельная элект-
рическая проводимость и магнитная проницаемость материала,
толщина образца и частота тока.
При прохождении по проводнику тока высокой частоты наблю-
дается поверхностный эффект (скин-эффект) - ток идет только по
поверхностному слою проводника. При частоте 10 в седьмой сте-
пени Гц для хорошего неферромагнитного проводника толщина слоя
приблизительно 0,01 см. На этом основан метод поверхностной
закалки.
А.с. 281 997: Способ испарения материалов в вакууме путем
высокочастотного нагрева, отличающийся тем, что с целью осу-
ществления процесса из кольцевого источника, испарению подвер-
гают материал в форме диска при частоте магнитного поля, обес-
печивающей появление скин-эффекта на его боковой поверхности.
Существование скин-эффекта означает, что электромагнитная
волна, попадающая на поверхность проводника (металла, электро-
лита или плазмы) быстро затухает в глубине проводника, прони-
кая лишь на глубину скин-слоя.
А.с. 451 888: Способ очистки трубопроводов преимуществен-
но от отложений гидратов путем их нагрева, отличающийся тем,
что с целью повышения эффективности нагрев осуществляется
сверхвысокочастотными электромагнитными волнами, которые нап-
равляют в трубопровод.
6.11. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.
6.11.1. Электрический заряд движущийся в пустоте равно-
мерно относительно инерционной системы отсчета, не излучает.
Иная картина возникает в том случае, когда заряд под действием
внешних сил движется с ускорением. Поле обладающее энергией, а
значит массой или инертностью, образно говоря, отрывается от
заряда и излучается в пространстве со скоростью света. Излуче-
ние происходит до тех пор, пока на заряд действует сила, сооб-
щающая ему ускорение.
А.с. 511 484: Способ охлаждения рабочего тела путем рас-
ширения до получения двухфазного потока с отдачей внешней
работы, отличающийся тем, что с целью повышения экономичности
рабочее тело перед расширением ионизируют, например, в поле
коронного разряда в отдачу внешней работы осуществляют путем
торможения заряженных частиц в электрическом поле.
6.11.2. Эффект Вавилова-Черенкова. Если заряженная части-
ца являющаяся источником электрического поля, движется в среде
со скоростью, большей, чем скорость света в этой среде, то
частица будет опрежать собственное электрическое поле. Такое
опережение вызывает появление напрвленного электромагнитного
излучения, причем излучение будет распространяться лишь в оп-
ределнном телесном угле, определенном скоростью частиц и пока-
зателем преломления среды. Чем больше плотность среды, тем бо-
лее низкая энергия (скорость) заряженых частиц требуется для
генерации излучения. Техника обнаружения этого свечения разра-
ботана до предела - аппаратура позволяет обнаруживать отдель-
ные частицы (поштучный счет с помощью счетчиков Черенкова).
Кроме этого Черенковские счетчики используются для быстрого
счета и непосредственного определения скорости заряженных час-
тиц, селекции скоростей и направления частиц, определения за-
ряда и т.п. На использовании эффекта Вавилова-Черенкова воз-
можно создание милиметровых и более коротких радиоволн;
черенковское излучение позволяет создать стандартный источник
света, необходимый при биологических и астрономических иссле-
дованиях.
А.с. 182 249: Устройство для измерения эффективной массы
частиц, рападающихся на гамма-кванты и электроны, отличающееся
тем, что сцелью увеличения точности измерения и ускорения на-
бора эксперементальных данных, оно содержит двухканальную сис-
тему совместно работающих искровых камер и черенковских спект-
ромеров полного поглощения, установленных так, что в
направлении вылета каждой из двух частиц распада, стоит блок
из искровых камер и черенковского гамма-спектрометра, а оси
блоков расположены симметрично относительно направления пер-
вичной частицы и составляют собой угол равный минимальному уг-
лу двухчастичного распада.
А.с. 431 887: Способ исследования прожигаемости гематооф-
тальмического барьера путем введения в кровяное русло
вещества, содержащего радиоактивный изотоп и одновременно ре-
гистрации интенсивности бетаизлучений над поверхностью рогови-
цы глаза, отличающийся тем, что с целью повышения точности ис-
следования дополнительно регистрируют изменения интенсивности
черенковского излучения.
6.11.3. Другой пример - так называемое бетатронное (или
синхронное)излучение. В этих приборах заряженные частицы дви-
жутся по круговым орбитам. При энергиях порядка десятков Мэв
электроны излучают видимый свет, при еще больших энергиях -
рентгеновский луч.
Наиболее важным для приложения является излучение заряда,
совершающего гармоническое движение. На этом эффекте основана
работа всевозможных излучателей и антенн.
Л И Т Е Р А Т У Р А
Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М."Наука" 1970.
К 6.1. А.с. 410 316; пат. США 3556998,3562757.
К 6.2. А.с. 240 505
К 6.4. А.с. 498 770
К 6.4. Физический энцеклопедический словарь, т.5 стр.449.
К 6.5. Таблицы физических величин.М.,"Атомиздат",1976,
