RU2684163C1 - Device for testing the effect of excitation of constant emf in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field - Google Patents

Device for testing the effect of excitation of constant emf in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field Download PDF

Info

Publication number
RU2684163C1
RU2684163C1 RU2018122751A RU2018122751A RU2684163C1 RU 2684163 C1 RU2684163 C1 RU 2684163C1 RU 2018122751 A RU2018122751 A RU 2018122751A RU 2018122751 A RU2018122751 A RU 2018122751A RU 2684163 C1 RU2684163 C1 RU 2684163C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
conductor
effect
magnetic field
magnetic
rotation
Prior art date
Application number
RU2018122751A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Фёдорович Меньших
Original Assignee
Олег Фёдорович Меньших
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Фёдорович Меньших filed Critical Олег Фёдорович Меньших
Priority to RU2018122751A priority Critical patent/RU2684163C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2684163C1 publication Critical patent/RU2684163C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/18Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism
    • G09B23/181Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for electric and magnetic fields; for voltages; for currents
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K31/00Acyclic motors or generators, i.e. DC machines having drum or disc armatures with continuous current collectors
    • H02K31/02Acyclic motors or generators, i.e. DC machines having drum or disc armatures with continuous current collectors with solid-contact collectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to electromagnetism physics and is intended to test excitation hypothesis of constant electromotive force in conductor placed in transverse to it rotating magnetic field of permanent magnet. Device for checking effect of excitation of constant EMF in conductor, placed in transverse rotating magnetic field, consists of toroidal magnetic conductor driven into rotation with angular velocity ω, inside which diametrically located two identical permanent magnets of rectangular shape are fixed to it, facing each other by dissimilar magnetic poles. In the gap between magnetic poles with magnetic induction B and with length L there is a conductor parallel to axis of rotation of magnets (that is, orthogonal to magnetic induction vectors). Ends of the conductor are connected to a measuring device, for example a microammeter fixing the arising electric current J, the value of which is proportional to the product B ω L, and the sign is determined by the direction of rotation of the magnets according to the "right hand" rule. Author of the application does not pretend to recognize his authorship of the new physical effect, and only offers a device for possible detection of this effect.EFFECT: technical result consists in enabling verification of hypothesis on excitation of constant EMF in conductor, placed in transverse rotating magnetic field of permanent magnet.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к физике электромагнетизма и предназначено для проверки научной гипотезы возбуждения постоянной электродвижущей силы в проводнике, помещенном в поперечное к нему вращающееся магнитное поле постоянного магнита.The invention relates to the physics of electromagnetism and is intended to test the scientific hypothesis of the excitation of a constant electromotive force in a conductor placed in a rotating magnetic field transverse to it of a permanent magnet.

Известно возбуждение вихревого электрического поля вокруг траектории движущегося в пространстве прямого постоянного магнита. Это было опытно установлено автором и описано в его работах [1-3] по аналогии с возбуждением вихреворго магнитного поля вокруг траектории движущегося электрического заряда, что общеизвестно с давних времен. Это открытие автора позволило уточнить второе уравнение Максвелла дополнительным слагаемым

Figure 00000001
, и оно приобрело следующий вид:It is known that a vortex electric field is excited around the trajectory of a direct permanent magnet moving in space. This was experimentally established by the author and described in his works [1-3] by analogy with the excitation of a vortex magnetic field around the trajectory of a moving electric charge, which is well known since ancient times. This discovery of the author made it possible to refine the second Maxwell equation by an additional term
Figure 00000001
, and it acquired the following form:

Figure 00000002
Figure 00000002

где v - скорость движения постоянного магнита с индукцией BO.where v is the speed of the permanent magnet with induction B O.

При рассмотрении парадокса Фарадея (вращение проводящего диска с радиальным током вместе со скрепленным с ним магнитом - см. рис. 1) возникает представление о так называемом «безопорном» движении замкнутой механической системы. Если третий закон Ньютона соблюдается, то остается считать, что противодействующая сила по отношению к движущей диск с магнитом силе Лоренца опирается на само магнитное поле, считающееся при этом неподвижным. Из этого можно сделать предположение (научную гипотезу) о том, что при использовании вращающегося магнитного поля, создаваемого вращающимся постоянным магнитом с обращенными друг к другу магнитными полюсами, в проводнике, размещенном в таком магнитном поле ортогонально к нему, то есть коллинеарно оси вращения магнита, будет возникать постоянная Э.Д.С., величина и знак которой определяется угловой скоростью ω вращения магнита и направлением его вращения.When considering the Faraday paradox (the rotation of a conductive disk with a radial current together with a magnet attached to it - see Fig. 1), an idea arises of the so-called “unsupported” motion of a closed mechanical system. If Newton’s third law is observed, then it remains to be considered that the opposing force with respect to the driving disk with the magnet, the Lorentz force relies on the magnetic field itself, which is assumed to be stationary. From this we can make an assumption (scientific hypothesis) that when using a rotating magnetic field created by a rotating permanent magnet with magnetic poles facing each other, in a conductor placed in such a magnetic field orthogonal to it, i.e., it is collinear to the axis of rotation of the magnet, there will be a constant E.D.S., the magnitude and sign of which is determined by the angular velocity ω of rotation of the magnet and the direction of its rotation.

Проверка этой гипотезы опытным путем возможна на основе заявляемого устройства, не имеющего аналога в известной научно-технической литературе.Testing this hypothesis empirically is possible on the basis of the inventive device, which has no analogue in the well-known scientific and technical literature.

Целью заявляемого устройства является обеспечение возможности проверки новой научной гипотезы о возбуждении постоянной Э.Д.С. в проводнике, помещенном в поперечное вращающееся магнитное поле постоянного магнита.The purpose of the claimed device is to provide the ability to test a new scientific hypothesis about the excitation of a constant E.D.S. in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field of a permanent magnet.

Эта цель достигается в устройстве для проверки эффекта возбуждения постоянной Э.Д.С. в проводнике, помещенном в поперечное вращающееся магнитное поле, состоящем из тороидального магнитопровода, приводимого во вращательное движение с угловой скоростью о, внутри которого закреплены к нему диаметрально расположенные два одинаковых постоянных магнита прямоугольной формы, обращенные друг к другу разноименными магнитными полюсами, а в зазор между магнитными полюсами с магнитной индукцией В и его протяженностью L помещен проводник, параллельно оси вращения магнитов (то есть ортогонально векторам магнитной индукции), концы которого подключены к измерительному прибору, например, микроамперметру, фиксирующему возникающий электрический ток J, величина которого пропорциональна произведению В ω L, а знак определяется направлением вращения магнитов по правилу «правой руки».This goal is achieved in a device for checking the effect of excitation of a constant E.D.S. in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field, consisting of a toroidal magnetic circuit driven into rotational motion with an angular velocity o, inside of which are diametrically located two identical permanent magnets of rectangular shape, facing each other with opposite magnetic poles, and in the gap between with magnetic poles with magnetic induction B and its length L, a conductor is placed parallel to the axis of rotation of the magnets (that is, orthogonal to the magnetic induction vectors), the ends to They are connected to a measuring device, for example, a microammeter that detects the emerging electric current J, the magnitude of which is proportional to the product B ω L, and the sign is determined by the direction of rotation of the magnets according to the “right-hand” rule.

Примечание: В ладонь правой руки входит вектор магнитной индукции от полюса N к полюсу S, большой палец указывает направление вращения магнитопровода с парой прямых постоянных магнитов, тогда возникающий в проводнике постоянный ток направлен вдоль всех остальных пальцев ладони.Note: The magnetic induction vector from the N pole to the S pole enters the palm of the right hand, the thumb indicates the direction of rotation of the magnetic circuit with a pair of direct permanent magnets, then the direct current arising in the conductor is directed along all other fingers of the palm.

На рис. 1 рассмотрен макет, иллюстрирующий парадокс Фарадея, который понятен и не требует специальных пояснений. На рис. 2 изображена схема заявляемого устройства, оно содержит следующие элементы:In fig. 1 considered a model illustrating the Faraday paradox, which is understandable and does not require special explanations. In fig. 2 shows a diagram of the inventive device, it contains the following elements:

1 - тороидальный магнитопровод высотой L. Его вращение указано фигурной стрелкой,1 - a toroidal magnetic circuit with a height L. Its rotation is indicated by a curly arrow,

2 - пару одинаковых прямых постоянных магнитов прямоугольной формы, закрепленных диаметрально к телу тороидального магнитопровода 1 и обращенных друг к другу разноименными магнитными полюсами; между последними образуется магнитный зазор с магнитной индукцией B в нем и высотой этого зазора L,2 - a pair of identical direct permanent magnets of rectangular shape fixed diametrically to the body of the toroidal magnetic circuit 1 and facing each other with opposite magnetic poles; between the latter a magnetic gap is formed with magnetic induction B in it and the height of this gap L,

3 - измерительный проводник, размещенный в магнитном зазоре коллинеарно оси вращения магнитов 2 с магнитопроводящим тороидом 1 и ортогонально вектору магнитной индукции В,3 - measuring conductor located in the magnetic gap collinear to the axis of rotation of the magnets 2 with a magnetically conducting toroid 1 and orthogonal to the magnetic induction vector B,

4 - измерительный микроамперметр, регистрирующий возникающий постоянный ток J.4 - measuring microammeter detecting the emerging direct current J.

Рассмотрим работу заявляемого устройства.Consider the operation of the claimed device.

В теории электромагнетизма применительно к оптике известен эффект Фарадея. Продольный магнитооптический эффект Фарадея - магнитооптический эффект, который заключается в том, что при распространении линейно-поляризованного света через оптически неактивное вещество, находящееся в магнитном поле, наблюдается вращение плоскости поляризации света. Теоретически эффект Фарадея может проявляться и в вакууме в магнитных полях порядка 1011-1012 Гс [4, 5]. Проходящее через изотропную среду линейно поляризованное излучение всегда может быть представлено как суперпозиция двух право- и левополяризованных волн с противоположным направлением вращения. Во внешнем магнитном поле показатели преломления для циркулярно право- и левополяризованного света становятся различными (n+ и n-). Вследствие этого, при прохождении через среду (вдоль силовых линий магнитного поля) линейно поляризованного излучения его циркулярно лево- и правополяризованные составляющие распространяются с разными фазовыми скоростями, приобретая разность хода, линейно зависящую от длины пути. В результате плоскость поляризации линейно поляризованного монохроматического света с длиной волны λ, прошедшего в среде путь

Figure 00000003
, поворачивается на угол Ψ:In the theory of electromagnetism as applied to optics, the Faraday effect is known. The longitudinal magneto-optical Faraday effect is the magneto-optical effect, which consists in the fact that during the propagation of linearly polarized light through an optically inactive substance located in a magnetic field, a rotation of the plane of polarization of light is observed. Theoretically, the Faraday effect can also be manifested in vacuum in magnetic fields of the order of 10 11 –10 12 G [4, 5]. Linearly polarized radiation passing through an isotropic medium can always be represented as a superposition of two right- and left-polarized waves with the opposite direction of rotation. In an external magnetic field, the refractive indices for circularly right- and left-polarized light become different (n + and n - ). As a result, when a linearly polarized radiation passes through the medium (along the magnetic field lines), its circularly left- and right-polarized components propagate with different phase velocities, acquiring a path difference that linearly depends on the path length. As a result, the plane of polarization of linearly polarized monochromatic light with a wavelength λ that passed through the medium
Figure 00000003
, rotated by an angle Ψ:

Figure 00000004
Figure 00000004

В области не очень сильных магнитных полей разность (n+ - n-) линейно зависит от напряженности магнитного поля, и в общем виде угол фарадеевского вращения описывается соотношением:In the region of not very strong magnetic fields, the difference (n + - n - ) linearly depends on the magnetic field strength, and in general the angle of Faraday rotation is described by the relation:

Figure 00000005
Figure 00000005

где ξ - постоянная Верде, коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств вещества, длины волны света и температуры, Н - напряженность магнитного поля.where ξ is the Verdet constant, the proportionality coefficient depending on the properties of the substance, the wavelength of light and temperature, and N is the magnetic field strength.

Также известен обратный эффект Фарадея [6-8], первоначально названный автором как «Свето-магнитный эффект», заключающийся в возникновении униполярного намагничивания некоторых прозрачных диэлектриков под действием плоской волны когерентного монохроматического света с круговой или эллиптической поляризацией, причем абсолютная величина вектора намагничивания J является линейной функцией частоты колебаний ν и плотности потока энергии u света, а также определяется структурой поляризации последнего (разностью фаз δ между двумя взаимно ортогональными компонентами световой волны) и физическими свойствами используемого диэлектрика (оцениваемыми коэффициентом k), а направление вектора намагничивания либо совпадает с направлением распространения электромагнитных колебаний, либо противоположно ему в зависимости от направления вращения плоскости поляризации света; так что намагниченность J прозрачных диэлектриков вычисляется согласно выражения:Also known is the inverse Faraday effect [6-8], originally called by the author as the “Light-magnetic effect”, which consists in the unipolar magnetization of some transparent dielectrics under the action of a plane wave of coherent monochromatic light with circular or elliptical polarization, and the absolute value of the magnetization vector J is a linear function of the vibration frequency ν and the energy flux density u of light, and is also determined by the polarization structure of the latter (phase difference δ between two mutually orthogonality light wave components) and physical properties used dielectric (valued coefficient k), and the direction of magnetization vector or coincides with the direction of propagation of electromagnetic waves, or opposite to it, depending on the direction of rotation of polarization plane of light; so that the magnetization J of transparent dielectrics is calculated according to the expression:

Figure 00000006
Figure 00000006

В более ранней работе автора [9] рассмотрена теория намагничивания материалов (диэлектриков и металлов) под действием поперечного к вектору намагничивания вращающегося электрического поля, так что Свето-магнитный эффект (Обратный эффект Фарадея) является частным случаем намагничивания во вращающихся электрических полях на основе которого создана теория трансформации поляризации электромагнитного излучения в анизотропных средах и приведены примеры ее практического применения в технике и астрофизике [10-22].In an earlier work of the author [9], the theory of magnetization of materials (dielectrics and metals) under the action of the magnetization of a rotating electric field transverse to the vector is considered, so that the Light-magnetic effect (the Inverse Faraday effect) is a particular case of magnetization in rotating electric fields on the basis of which theory of polarization transformation of electromagnetic radiation in anisotropic media and examples of its practical application in technology and astrophysics are given [10-22].

На основе рассмотрения и сравнения физических закономерностей можно сделать вывод о действии прямого и обратного эффектов, таких как эффект Фарадея и обратный эффект Фарадея (Свето-магнитный эффект), намагничение ферромагнетиков при их вращении - эффект Барнетта и обратный ему эффект Эйнштейна - де Хааза - появление вращателього момента в ферромагнетике при его намагничивании, движение проводника с током в поперечном магнитном поле по правилу «левой руки» и возбуждение в движущемся в поперечном магнитном поле проводнике Э.Д.С. индукции по правилу «правой руки» согласно закона об электромагнитной индукции Фарадея применительно к системам «двигатель-генератор» и т.д. Таким образом, может оказаться справедливым утверждение, что намагничение материалов во вращающихся электрических полях, как прямой эффект, допускает возникновение электрической поляризации в проводнике (возникновении в нем постоянной Э.Д.С.) при действии на него вращающегося магнитного поля, вектор индукции В которого лежит в плоскости (вращается в ней) ортогональной проводнику или группе коллинеарно расположенных проводников в магнитном зазоре длиной L (рис. 2), как обратный эффект.Based on the analysis and comparison of physical laws, we can conclude that the direct and inverse effects, such as the Faraday effect and the inverse Faraday effect (light-magnetic effect), the magnetization of ferromagnets during their rotation - the Barnett effect and its inverse Einstein-de Haas effect - appear torque in a ferromagnet when it is magnetized, the motion of a conductor with current in a transverse magnetic field according to the rule of the "left hand" and excitation in a conductor moving in a transverse magnetic field induction according to the right-hand rule according to the Faraday law on electromagnetic induction as applied to engine-generator systems, etc. Thus, it may be true that the magnetization of materials in rotating electric fields, as a direct effect, allows the occurrence of electric polarization in the conductor (the appearance of a constant EMF in it) under the action of a rotating magnetic field on it, the induction vector In which lies in a plane (rotates in it) orthogonal to a conductor or a group of collinearly spaced conductors in a magnetic gap of length L (Fig. 2), as the opposite effect.

Простейшее устройство, позволяющее проверить обнаруживаемый эффект, показано на рис. 2. В отличие от рассмотрения «парадокса Фарадея» - см. рис. 1, для которого не действует принцип взаимности движения, то есть вращение диска относительно неподвижного магнитного поля возбуждает Э.Д.С. между осью вращения диска и его кромкой, а при вращении магнита относительно неподвижного диска, в последнем такой Э.Д.С. не возникает, а в данном устройстве (рис. 2) магнитное поле ВРАЩАЕТСЯ в магнитном зазоре (вместе с ним), то есть имеет место градиент напряженности магнитного поля по углу вращения в каждый момент времени, что отсутствует при рассмотрении вращения магнита относительно неподвижного диска, как в опыте Фарадея с однородным магнитным полем, пронизывающим в целом весь диск (отсутствует угловой градиент).The simplest device to verify the detected effect is shown in Fig. 2. In contrast to the consideration of the "Faraday paradox" - see fig. 1, for which the principle of reciprocity of motion does not apply, that is, the rotation of the disk relative to a fixed magnetic field excites E.D.S. between the axis of rotation of the disk and its edge, and during the rotation of the magnet relative to the stationary disk, in the latter such does not occur, but in this device (Fig. 2) the magnetic field rotates in the magnetic gap (together with it), that is, there is a gradient of the magnetic field strength along the rotation angle at each moment of time, which is absent when considering the rotation of the magnet relative to a fixed disk, as in the Faraday experiment with a uniform magnetic field penetrating the entire disk as a whole (there is no angular gradient).

По аналогии с движением электрического заряда, образующим появление вихревого магнитного поля вокруг траектории движения заряда (электрического тока в проводнике), возникает вихревое электрическое поле вокруг траектории движения постоянного прямого магнита, что доказано автором экспериментально [1-3]. Это также есть прямой и обратный эффекты, связывающие закономерности электромагнетизма. Такая связь также имеет место, например, при рассмотрении электромагнитных волн. Поэтому гипотеза о возбуждении Э.Д.С. в проводнике, помещенном в поперечное ему вращающееся магнитное поле представляется вполне реальной, что и подлежит проверке.By analogy with the movement of an electric charge, which forms the appearance of a vortex magnetic field around the trajectory of the charge (electric current in the conductor), a vortex electric field arises around the trajectory of the motion of a direct direct magnet, which was proved experimentally by the author [1-3]. It also has direct and reverse effects linking the laws of electromagnetism. Such a connection also takes place, for example, when considering electromagnetic waves. Therefore, the hypothesis of excitation of E.D.S. in a conductor placed in a transverse magnetic field transverse to it, it seems quite real, which is subject to verification.

Для повышения возникающей в проводнике 3, помещенном в магнитном зазоре между двумя магнитами 2 длиной L Э.Д.С. величиной, пропорциональной произведению В со L, можно использовать не один проводник, а группу проводников в виде катушки, рабочие части которой располагают в магнитном зазоре бесконтактно относительно магнитных полюсов, вращающихся вместе с тороидальным магнитопроводом 1, который обеспечивает полное отсутствие взаимодействия магнитного поля с остальными частями такой катушки, сосредоточивая магнитное поле только в магнитном зазоре. Тогда результирующая Э.Д.С. будет пропорциональна произведению n В ω L, где n - число витков в катушке. Поскольку такая катушка неподвижна, то для вращения магнитопроводящего тороида 1 вместе с двумя прямыми магнитами 2 следует использовать, например, ременную передачу между тороидом 1 и приводным двигателем (не указан на рис. 2), а сам тороид закрепить между тремя роликами вращения, расположенными под углами 120° к тороиду 1 (также не указанными на рис. 2), что тривиально. Еще большего результата можно добиться использованием второго такого же магнитопроводящего тороида с парой магнитов, расположенного в той же плоскости так, что вторая половина рабочих витков катушки будет находиться внутри магнитного зазора второго такого же устройства, но вращающегося в противоположном направлении для удвоения возбуждаемой Э.Д.С.To increase arising in the conductor 3, placed in a magnetic gap between two magnets 2 of length L E.D.S. a value proportional to the product B with L, you can use not one conductor, but a group of conductors in the form of a coil, the working parts of which are located in the magnetic gap contactlessly with respect to the magnetic poles rotating together with the toroidal magnetic circuit 1, which ensures the complete absence of interaction of the magnetic field with the other parts such a coil, concentrating the magnetic field only in the magnetic gap. Then the resulting E.D.S. will be proportional to the product n In ω L, where n is the number of turns in the coil. Since such a coil is stationary, for rotation of the magnetically conductive toroid 1 together with two direct magnets 2 it is necessary to use, for example, a belt drive between the toroid 1 and the drive motor (not shown in Fig. 2), and secure the toroid between the three rotation rollers located under angles of 120 ° to toroid 1 (also not shown in Fig. 2), which is trivial. An even greater result can be achieved by using the second magnetically conducting toroid with a pair of magnets located in the same plane so that the second half of the working turns of the coil will be inside the magnetic gap of the second of the same device, but rotating in the opposite direction to double the excited E.D. FROM.

Поскольку величина возникающей Э.Д.С. в проводнике (или катушке) определяется сомножителем ω - угловой скоростью вращения магнитного поля, то добиться существенного увеличения этой Э.Д.С. можно, применяя не механическое вращение магнитов, а с помощью неподвижно расположенных двух пар электромагнитов (квадруполя), образующих два ортогонально ориентированных магнитных поля в области их взаимодействия, на обмотки которых подают переменные напряжения частоты ω/2π с одинаковой амплитудой, но со сдвигом фаз на π/2, а именно напряжения:Since the magnitude of the emerging E.D.S. in the conductor (or coil) is determined by the factor ω - the angular velocity of rotation of the magnetic field, then to achieve a significant increase in this E.D.S. It is possible, using not mechanical rotation of the magnets, but with the help of two pairs of electromagnets (quadrupole) fixedly arranged, forming two orthogonally oriented magnetic fields in the region of their interaction, the windings of which are supplied with alternating voltage frequencies ω / 2π with the same amplitude, but with a phase shift of π / 2, namely the voltage:

Figure 00000007
Figure 00000007

Возможны и другие модификации заявляемого устройства, однако простейшим по выполнению макета является устройство, представленное на рис. 2.Other modifications of the claimed device are possible, however, the simplest device for performing the layout is the device shown in Fig. 2.

Немаловажно понять, что происходит в металле проводника под действием поперечного вращающегося магнитного поля. Как известно, в металлах имеются свободные электроны. Так, в меди концентрация свободных электронов наиболее высокая, что определяет высокую электропроводность меди, и составляет

Figure 00000008
. Согласно теории, электроны в металлах ведут себя как электронный газ, во многом похожий на идеальный газ. Электронный газ заполняет пространство между ионами, образующими кристаллическую решетку металла. Эти свободные электроны хаотически движутся в различных направлениях с большой тепловой скоростью vT ≈ 105 м/с, на много порядков превышающей скорость vD ≈ vT дрейфового движения электронов в форме электрического тока в проводнике при приложении к нему электрического поля с напряженностью поля Е. Скорость дрейфа электронов, как известно, дается формулой:It is important to understand what happens in a metal conductor under the action of a transverse rotating magnetic field. As you know, metals have free electrons. So, in copper, the concentration of free electrons is the highest, which determines the high conductivity of copper, and is
Figure 00000008
. According to the theory, electrons in metals behave like an electron gas, in many ways similar to an ideal gas. Electronic gas fills the space between the ions forming the crystal lattice of the metal. These free electrons randomly move in different directions with a high thermal velocity v T ≈ 10 5 m / s, many orders of magnitude higher than the velocity v D ≈ v T of the drift motion of electrons in the form of an electric current in a conductor when an electric field with a field strength E The electron drift velocity, as is known, is given by the formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

где

Figure 00000010
кул. - заряд электрона, S - сечение проводника, и по этой формуле для медного проводника сечением 1 мм2, по которому течет ток J=10 А, дает для средней скорости vD упорядоченного движения электронов значение 7,35 мм/с. Сила Лоренца, действующая на электрон и прямо пропорциональная его скорости и угла ее вектора по отношению к вектору магнитной индукции В вращающегося магнитного поля при его дрейфовом движении ничтожно мала из-за малости этой дрейфовой скорости. Но сила FT Лоренца, действующая на электроны, движущиеся хаотически с тепловой скоростью vT порядка 105 м/с, пропорциональна произведению вида:Where
Figure 00000010
cool is the electron charge, S is the cross section of the conductor, and according to this formula for a copper conductor with a cross section of 1 mm 2 , along which a current J = 10 A flows, gives an average electron velocity v D of the order of 7.35 mm / s. The Lorentz force acting on an electron and directly proportional to its velocity and the angle of its vector with respect to the magnetic induction vector B of a rotating magnetic field during its drift motion is negligible due to the smallness of this drift velocity. But the Lorentz force F T acting on electrons moving randomly with a thermal velocity v T of the order of 10 5 m / s is proportional to a product of the form:

Figure 00000011
Figure 00000011

где угол α - случайное равновероятное значение в диапазоне 0≤α≤4π стерадиан. Отсутствующий сомножитель в выражении (7) имеет размерность длины свободного пробега электрона при его хаотическом движении. Эта сила FT создает упорядоченную ориентацию движения электронов, частично нарушая их хаотичность тем интенсивнее, чем больше индукция В, и часть которых при своем увлекаемом магнитным полем движении создает электрическое поле, ортогональное плоскости вращения магнитного поля.where the angle α is a random equiprobable value in the range 0≤α≤4π steradian. The missing factor in expression (7) has the dimension of the mean free path of an electron during its chaotic motion. This force F T creates an ordered orientation of the motion of electrons, partially violating their randomness the more intensively, the greater the induction B, and part of which, with its movement carried away by the magnetic field, creates an electric field orthogonal to the plane of rotation of the magnetic field.

Другим вероятным объяснением эффекта является образование тороидоподобного вихревого электрического поля, так что вблизи оси вращения магнитного поля электрические силовые линии вихря однонаправлены, что и создает Э.Д.С. в проводнике.Another possible explanation for the effect is the formation of a toroidal vortex electric field, so that near the axis of rotation of the magnetic field the electric lines of force of the vortex are unidirectional, which creates E.D.S. in the conductor.

Заявляемое устройство позволит установить новое физическое явление, что расширит пределы наших знаний и окажется практически применимым в технике и научном эксперименте. Данный эффект является обратным по отношению к вращательному электродинамическому эффекту [9] и эквивалентен эффекту униполярной индукции [1], установленным автором опытным путем.The inventive device will establish a new physical phenomenon that will expand the limits of our knowledge and will be practically applicable in technology and scientific experiment. This effect is the opposite of the rotational electrodynamic effect [9] and is equivalent to the effect of unipolar induction [1], established experimentally by the author.

ЛитератураLiterature

1. О.Ф. Меньших, Способ возбуждения униполярной индукции, Internet, сайт tele-conf, XIII Международная конференция «Актуальные проблемы современной науки», секция №5, «Проблемы физики…», опубл. 19.02.2014;1.O.F. Smaller, Method of exciting unipolar induction, Internet, tele-conf site, XIII International Conference "Actual Problems of Modern Science", section No. 5, "Problems of Physics ...", publ. 02/19/2014;

2. О.Ф. Меньших, Бесколлекторный генератор постоянного тока, Internet, сайт «База знаний», опубл. 25.10.2013;2.O.F. Smaller, Brushless DC generator, Internet, site "Knowledge Base", publ. 10/25/2013;

3. О.Ф. Меньших, Генератор постоянного тока, Патент РФ №2528435, опубл. в №26 от 20.09,2014;3.O.F. Smaller, DC generator, RF Patent No. 2528435, publ. in No. 26 of 09/20/2014;

4. Эффект Фарадея, Физическая энциклопедия, т. 5, стр. 275.4. The Faraday Effect, Physical Encyclopedia, vol. 5, p. 275.

5. Я.Б. Зельдович, А.Л. Бучаченко, Е.Л. Франкевич, Магнито-спиновые эффекты в химии и молекулярной физике, УФН, 1988, т. 155, вып. 1;5. Ya.B. Zeldovich, A.L. Buchachenko, E.L. Frankevich, Magneto-spin effects in chemistry and molecular physics, Usp. Fiz. Nauk, 1988, v. 155, no. one;

6. О.Ф. Меньших, Свето-магнитный эффект, заявка на открытие, М., справка №715 от 30.06.1965, рег. №32-OT- 4540; а также Явление намагничивания материалов во вращающихся электрических полях, Заявка на открытие №32-ОТ-3703 от 15.04.1964, Москва;6.O.F. Smaller, Light-magnetic effect, application for discovery, M., certificate No. 715 of 06/30/1965, reg. No. 32-OT- 4540; as well as the phenomenon of magnetization of materials in rotating electric fields, Application for opening No. 32-OT-3703 of 04/15/1964, Moscow;

7. П. Першан, Ван-дер-Циль, Мальмстрем, Обратный эффект Фарадея, Доклад на IV Международной конференции по квантовой электронике в Пуэрто-Рико 28-30.06.1965, а также в сб.статей «Нелинейная оптика», обзорная статья Р.В.Хохлова. 1966, СО АН СССР, и УФН, 88, №1, с. 177, 1966;7. P. Pershan, Van der Ziel, Malmström, Inverse Faraday Effect, Report at the IV International Conference on Quantum Electronics in Puerto Rico 06/28/196565, as well as in the collection of articles "Nonlinear Optics", review article P .V. Khokhlova. 1966, Siberian Branch of the Academy of Sciences of the USSR, and Usp. Fiz. Nauk, 88, No. 1, p. 177, 1966;

8. Physics of Quantum Electronics, ed. Kelley, Lax, Tannenwald, 1966, p. 3, Pershan, v.d. Ziel,

Figure 00000012
, а также Phys. Rev. Lett., 15, 190, 1965;8. Physics of Quantum Electronics, ed. Kelley, Lax, Tannenwald, 1966, p. 3, Pershan, vd Ziel,
Figure 00000012
as well as Phys. Rev. Lett., 15, 190, 1965;

9. О.Ф. Меньших, Вращательный электродинамический эффект, заявка на открытие, М., справка №708 от 29.05.1965, рег. №32-ОТ-4488, Новосибирский государственный университет, переоформлена и доработана автором в 1975 г. - заявка на открытие, М., рег. №32-ОТ-9012 от 25.06.1975 (ОКБ технической кибернетики ЛПИ им. М.И. Калинина);9.O.F. Smaller, Rotational electrodynamic effect, application for discovery, M., certificate No. 708 of 05/29/1965, reg. No. 32-OT-4488, Novosibirsk State University, reissued and finalized by the author in 1975 - application for opening, M., reg. No. 32-OT-9012 dated 06/25/1975 (Design Bureau of Technical Cybernetics LPI named after M.I. Kalinin);

10. О.Ф. Меньших, Закон сохранения поляризации электромагнитных волн, заявка на открытие рег. № ВВ-155, МААНО, Москва, приоритет от 17.11.2003;10.O.F. Smaller, Law of conservation of polarization of electromagnetic waves, application for opening reg. No. BB-155, MAANO, Moscow, priority dated November 17, 2003;

11. О.Ф. Меньших, Закон сохранения поляризации электромагнитных волн, Internet, сайт «База знаний», опубл. 27.07.2013;11.O.F. Smaller, the Law of conservation of polarization of electromagnetic waves, Internet, site "Knowledge Base", publ. 07/27/2013;

12. О.Ф. Меньших, Генерирование микроволн в анизотропных средах действием оптической ударной волны, доклад на V Всесоюзном семинаре по оптоэлектронике, Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова АН СССР, М., 22.04.1975;12.O.F. Smaller, Generation of microwaves in anisotropic media by the action of an optical shock wave, report at the V All-Union Seminar on Optoelectronics, Institute of Control Problems V.A. Trapeznikov Academy of Sciences of the USSR, M., 04/22/1975;

13. О.Ф. Меньших, Способ генерирования электрических колебаний и устройство для его реализации, Авторское свидетельство СССР №1380476, 1983, от ГОИ им. С.И. Вавилова;13.O.F. Smaller, A method for generating electrical oscillations and a device for its implementation, USSR Author's Certificate No. 1380476, 1983, from GOI im. S.I. Vavilova;

14. О.Ф. Меньших, Исследование оптических свойств веществ (кристаллов) на основе обратного эффекта Фарадея, доклад на Всесоюзном симпозиуме по спектроскопии, Новосибирский научный центр СО АН СССР, 06.09.1966;14.O.F. Smaller, Investigation of the optical properties of substances (crystals) based on the inverse Faraday effect, report at the All-Union Symposium on Spectroscopy, Novosibirsk Scientific Center of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences, 09/06/1966;

15. О.Ф. Меньших, Детектор амплитудно-модулированных колебаний, Патент РФ №2287891, опубл. в бюлл. №32 от 20.11.2006;15.O.F. Smaller Detector of amplitude-modulated oscillations, RF Patent No. 2287891, publ. in the bull. No. 32 dated November 20, 2006;

16. О.Ф. Меньших, Устройство для измерения параметров диэлектриков, Авторское свид. СССР №1371223, 1978;16.O.F. Smaller, Device for measuring the parameters of dielectrics, Copyright certificate. USSR No. 1371223, 1978;

17. О.Ф. Меньших, Устройство для измерения «красного смещения» плоско поляризованного когерентного излучения, Патент РФ №2276347, опубл. в бюлл. №13 от 10.05.2006;17.O.F. Smaller, Device for measuring the "redshift" of plane-polarized coherent radiation, RF Patent No. 2276347, publ. in the bull. No. 13 dated 05/10/2006;

18. О.Ф. Меньших, Устройство для обнаружения эффекта резонанса «красного смещения» электромагнитных волн в анизотропных средах, Патент РФ №2276394, опубл. в бюлл. №13 от 10.05.2006;18.O.F. Smaller, A device for detecting the resonance effect of the "redshift" of electromagnetic waves in anisotropic media, RF Patent No. 2276394, publ. in the bull. No. 13 dated 05/10/2006;

19. О.Ф. Меньших, Устройство для диагностики оптически активных сред, Авторское свид. СССР №521455,1969;19.O.F. Smaller, Device for the diagnosis of optically active media, Author's certificate. USSR No. 521455.1969;

20. О.Ф. Меньших, Метод прецизионного измерения малых углов вращения плоскости поляризации когерентного излучения, изд. «Наука», Оптика и спектроскопия, №5, 1970:20.O.F. Smaller, Method for the precision measurement of small angles of rotation of the plane of polarization of coherent radiation, ed. “Science”, Optics and Spectroscopy, No. 5, 1970:

21. О.Ф. Меньших, Система автоматической подстройки частоты рассредоточенных лазеров, Патент РФ №2490788, опубл. в бюлл. №23 от 20.08.2013;21.O.F. Smaller, System for automatically adjusting the frequency of dispersed lasers, RF Patent No. 2490788, publ. in the bull. No. 23 of 08/20/2013;

22. О.Ф. Меньших, Система АПЧ рассредоточзнных лазеров, Доклад, Allbest.ru, сайт «База знаний», 10.03.2014.22.O.F. Smaller, AFT system of dispersed lasers, Report, Allbest.ru, the Knowledge Base website, 03/10/2014.

Claims (1)

Устройство для проверки эффекта возбуждения постоянной Э.Д.С. в проводнике, помещенном в поперечное вращающееся магнитное поле, состоящее из тороидального магнитопровода, приводимого во вращательное движение с угловой скоростью ω, внутри которого закреплены к нему диаметрально расположенные два одинаковых постоянных магнита прямоульной формы, обращенные друг к другу разноименными магнитными полюсами, а в зазор между магнитными полюсами с магнитной индукцией В и его протяженностью L помещен проводник, параллельно оси вращения магнитов, то есть ортогонально векторам магнитной индукции, концы которого подключены к измерительному прибору, например микроамперметру, фиксирующему возникающий электрический ток J, величина которого пропорциональна произведению ВωL, а знак определяется направлением вращения магнитов по правилу «правой руки».Device for checking the effect of constant excitation in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field, consisting of a toroidal magnetic circuit, driven into rotational motion with an angular velocity ω, inside of which are diametrically arranged two identical permanent rectangle magnets, facing each other with opposite magnetic poles, and in the gap between a magnetic conductor with magnetic induction B and its length L is placed a conductor parallel to the axis of rotation of the magnets, that is, orthogonal to the magnetic induction vectors, the ends of the cat cerned connected to the measuring device, e.g. microammeter, fixing an electric current J, whose magnitude is proportional to the product VωL and the sign determined by the direction of rotation of the magnets according to the rule "right hand".
RU2018122751A 2018-06-21 2018-06-21 Device for testing the effect of excitation of constant emf in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field RU2684163C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122751A RU2684163C1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Device for testing the effect of excitation of constant emf in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122751A RU2684163C1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Device for testing the effect of excitation of constant emf in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2684163C1 true RU2684163C1 (en) 2019-04-04

Family

ID=66089708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122751A RU2684163C1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Device for testing the effect of excitation of constant emf in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2684163C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690058C2 (en) * 2017-12-21 2019-05-30 Леонид Борисович Гусев Method for demonstration of right-hand ampere's rule in physics lessons and device for its implementation (embodiments)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU52184A1 (en) * 1936-10-20 1936-11-30 З.Г. Купцов Physical device for demonstrating unipolar induction
GB1302197A (en) * 1969-05-01 1973-01-04
RU2371829C2 (en) * 2007-11-27 2009-10-27 Рашид Рахимович Закиров Training instrument "faraday's unipolar machine"
RU2435290C2 (en) * 2009-07-06 2011-11-27 Олег Фёдорович Меньших Method of checking equivalence of interaction of current-carrying conductor and ferromagnetic torroid, magnetised on circle, lying in external magnetic field with said external magnetic field
RU2561143C1 (en) * 2014-03-03 2015-08-27 Олег Фёдорович Меньших Bridge diagram for check of rotational magnetodynamic effect
RU2014101590A (en) * 2014-01-20 2015-09-10 Олег Фёдорович Меньших METHOD FOR EXCITING UNIPOLAR INDUCTION
RU2014117459A (en) * 2014-04-29 2015-11-10 Олег Фёдорович Меньших UNIPOLAR MACHINE WITHOUT SLIDING CONTACTS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU52184A1 (en) * 1936-10-20 1936-11-30 З.Г. Купцов Physical device for demonstrating unipolar induction
GB1302197A (en) * 1969-05-01 1973-01-04
RU2371829C2 (en) * 2007-11-27 2009-10-27 Рашид Рахимович Закиров Training instrument "faraday's unipolar machine"
RU2435290C2 (en) * 2009-07-06 2011-11-27 Олег Фёдорович Меньших Method of checking equivalence of interaction of current-carrying conductor and ferromagnetic torroid, magnetised on circle, lying in external magnetic field with said external magnetic field
RU2014101590A (en) * 2014-01-20 2015-09-10 Олег Фёдорович Меньших METHOD FOR EXCITING UNIPOLAR INDUCTION
RU2561143C1 (en) * 2014-03-03 2015-08-27 Олег Фёдорович Меньших Bridge diagram for check of rotational magnetodynamic effect
RU2014117459A (en) * 2014-04-29 2015-11-10 Олег Фёдорович Меньших UNIPOLAR MACHINE WITHOUT SLIDING CONTACTS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690058C2 (en) * 2017-12-21 2019-05-30 Леонид Борисович Гусев Method for demonstration of right-hand ampere's rule in physics lessons and device for its implementation (embodiments)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Iguchi et al. Measurement of spin pumping voltage separated from extrinsic microwave effects
Kim et al. Prediction of giant spin motive force due to Rashba spin-orbit coupling
Hyde et al. Electrical detection of direct and alternating spin current injected from a ferromagnetic insulator into a ferromagnetic metal
Zavattini et al. Measuring the magnetic birefringence of vacuum: the PVLAS experiment
Olive et al. Beyond ferromagnetic resonance: The inertial regime of the magnetization
Takei et al. Nonlocal magnetoresistance mediated by spin superfluidity
Divinskiy et al. Nanoconstriction spin-Hall oscillator with perpendicular magnetic anisotropy
Ohe et al. Cascaded spin motive force driven by the dynamics of the skyrmion lattice
RU2684163C1 (en) Device for testing the effect of excitation of constant emf in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field
Stepanov et al. All-electrical time-resolved spin generation and spin manipulation in n-InGaAs
JP2010154629A (en) Method for obtaining persistent electrical energy from prime number of magnetic fields of stationary permanent magnet, and persistent action of force from prime number of magnetic fields of stationary permanent magnet
Takeuchi et al. Spin damping monopole
Ishii et al. Study on electrodeless electric propulsion in high-density helicon plasma with permanent magnets
RU2561143C1 (en) Bridge diagram for check of rotational magnetodynamic effect
WO2022039207A1 (en) Information generation device and information generation method
RU2338216C1 (en) Device for magnetic viscosity measurement in ferromagnets
Flambaum et al. Electric field on nucleus due to phonon lattice oscillations in solid states
RU2642129C2 (en) Device for investigating electric curl field
Sekino et al. Dielectric resonance in magnetic resonance imaging: Signal inhomogeneities in samples of high permittivity
Hosono et al. Perturbation theory of the dynamic inverse spin Hall effect with charge conservation
Lin et al. Measuring spectrum of spin wave using vortex dynamics
Kobayashi et al. Spin nutation induced by atomic motion in a magnetic lattice
WO2024019066A1 (en) Information generation device and information generation method
Urrutia et al. Nonlinear electron magnetohydrodynamics physics. II. Wave propagation and wave-wave interactions
RU2657465C1 (en) Method for detecting magnetic friction