Сила Лоренца на пальцах, обратное преобразование силы в электрическую энергию Опции

[iiv]

Добрый день,

был вчера в музее, где демонстрировали силу Лоренца примерно таким аппаратом, как на ссылке, только без магнита. Мои малые задали мне глупый вопрос, на который я не смог сходу ответить: "если толкать палочку против силы можно ли выработать электричество"? Конечно, если если делать все в лоб, то ничего не выработается, и это понятно, но ребенок неумолим - если сила обратима, то можно примерно этим же экспериментом как-то вырабатывать электричество... Объяснять про ассинхронный генератор ребенку из третьего класса как-то было сложно, поэтому задался здесь вопросом, а действительно, можно ли на таком же стенде (магнита в музее не было!!!) возможно прилагая какие-то переменные токи, все-таки вырабатывать электричество, или придется тему задвинуть до момента, как про асинхронные моторы буду рассказывать?

Спасибо!

ИИВ

[Tanya]

Добрый день,
. Мои малые задали мне глупый вопрос, на который я не смог сходу ответить:

Вопрос совсем даже неглупый...
Ответ положительный. Но раздваивается. Если поддерживать ток внешним генератором - один ответ, если поддерживается поток (например, в случае сверхпроводящего контура) другой.
В обоих случаях меняем (немного) площадь контура.
В первом случае возникает противоэдс и мы закачиваем в источник немного энергии. Посмотрите формулу с производной потока.
Во втором - мы меняем (увеличиваем) ток в контуре и энергию поля.

[SSerge]

Без магнита, это уже Рельсотрон получается.

[iiv]

Вопрос совсем даже неглупый...

да, это я глупый!

Огромное спасибо, Tanya, что выручаете.

Можно немного по-подробнее, по поводу первого случая: "если поддерживать ток внешним генератором". Если в этом случае толкать палочку против движения, то будет вырабатываться ЭДС, но в системе-то ток-то есть, вот тут у меня путаница получается. Куда эта ЭДС-то будет вырабатываться, пожалуйста, подскажите, правильно ли я понимаю, что ток знак поменяет? Попробую по приезду поэкспериментировать, чтобы наглядно это малым показать!

Спасибо!

ИИВ

[Tanya]

правильно ли я понимаю, что ток знак поменяет? Попробую по приезду поэкспериментировать, чтобы наглядно это малым показать!

Нет. Представьте себе генератор тока в виде сверхпроводящего соленоида далеко удаленного от нашего места действия. В пределе мы можем (и должны) мысленно увеличивать его индуктивность до окончания терпения.. Можно теперь рассматривать малые приращения, но есть и первые интегралы - энергия. Тогда сразу...
Вот если Вы изменили площадь контура... интеграл от производной потока ... ЭДС ... приведет к малому увеличению тока (но!) в большой индуктивности ...
Думаю, что нет необходимости объяснять Вам про пределы более подробно...
Эта задачка примерно эквивалентна раздвиганию пластин конденсатора в двух случаях - одинокого и с батарейкой.
И, соответственно, пути изменения энергии разные - поле внутри и химическая энергия снаружи - ее же можно считать энергией поля внешнего бесконечноемкого конденсатора.

[ViKo]

Если к концам устройства присобачить амперметрик, то, двигая проводник в магнитном поле, можно заметить электрический ток. Я так думаю.
P.S. В топку интегралы.
P.P.S. Я их боюсь.
P.P.P.S. А как это, "без магнита"? А поле чем создается?

[Tanya]

Если к концам устройства присобачить амперметрик, то, двигая проводник в магнитном поле, можно заметить электрический ток. Я так думаю.
P.S. В топку интегралы.
P.P.S. Я их боюсь.
P.P.P.S. А как это, "без магнита"? А поле чем создается?

Ток там есть уже. Был. Должен был быть. Иначе - никак бы.
Ток создается внешним источником. Ток порождает поле, поле порождает силу, которая хочет увеличить площадь контура.
По поводу отмены интегралов надо было просить Максвелла. Но уже поздно.

[ViKo]

Ток там есть уже. Был. Должен был быть. Иначе - никак бы.
Ток создается внешним источником. Ток порождает поле, поле порождает силу, которая хочет увеличить площадь контура.

Ток был для прямого эксперимента. А для обратного нужна сила, она и создаст ток.

[Tanya]

Ток был для прямого эксперимента. А для обратного нужна сила, она и создаст ток.

Попробуйте... Потом запатентуете генератор без магнитного поля.

[ViKo]

Попробуйте... Потом запатентуете генератор без магнитного поля.

А магнит на что дан!?
Где вы вычитали у меня, что без магнитного поля?

[Tanya]

А магнит на что дан!?
Где вы вычитали у меня, что без магнитного поля?

Об этом сказал ТС в самом первом посте. И подчеркнул это. Оттуда и почерпнула.

[iiv]

Нет. Представьте себе генератор тока в виде сверхпроводящего соленоида далеко удаленного от нашего места действия. В пределе мы можем (и должны) мысленно увеличивать его индуктивность до окончания терпения..

понимаете, на уровне уравнений Максвелла, дискретизации их конечными элементами, и последующим решением мне это понятно, но я не могу это все объяснить третьекласснице... Мне хочется наглядного аналогичного примера превращения механической работы в электрический ток без наличия постоянных магнитов (конденсатор не катит, так как мы уже экспериментировали), и очень желательно, чтобы эксперементальная установка была похожа на ту, что я описал в исходном сообщении... Да, понимаю, что сложно, уже сам неделю голову ломаю, но пока так и не дошол как это сделать просто, вдруг знаете, пожалуйста, расскажите!

[Tanya]

понимаете, на уровне уравнений Максвелла, дискретизации их конечными элементами, и последующим решением мне это понятно, но я не могу это все объяснить третьекласснице...

Никак пока. Надо ждать. Я такое умею объяснять в (пред)последнем классе школы.
Хотя знаю, что некоторые школьникам объясняют (им так кажется?), как устроена химическую связь.
На основе квантовой механики.

[ViKo]

Если подать ток, проводники в контуре расходятся. Понятно.
Если раздвигать проводники, ток в контуре не образуется. Нет магнитного поля, нечему противодействовать.

[Tanya]

Если подать ток, проводники в контуре расходятся. Понятно.

Завидую. А можете объяснить?

Если раздвигать проводники, ток в контуре не образуется. Нет магнитного поля, нечему противодействовать.

Ток там уже был (жил-был ток...) - Вы невнимательно читаете.

[ViKo]

Завидую. А можете объяснить?

Ампёр все объяснил.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%...%B5%D1%80%D0%B0
Мне же достаточно знания самого эффекта.

Ток там уже был (жил-был ток...) - Вы невнимательно читаете.

То был ток, то не был... То ли было поле, то ли нет.
Если ток был, ставим ампёрметер в цепь. Двигаем проводники, ток будет меняться. Разве не так? Перестали двигать, ток не меняется.

[Tanya]

Ампёр все объяснил.

Ничего он не объяснил. Только обнаружил.

Если ток был, ставим ампёрметер в цепь. Двигаем проводники, ток будет меняться. Разве не так? Перестали двигать, ток не меняется.

Нет, не так. Не всегда так. Вот если берем генератор тока, то ток не меняется. Разве не так?

[ViKo]

Нет, не так. Не всегда так. Вот если берем генератор тока, то ток не меняется. Разве не так?

В таком фантастическом случае пусть меряет напряжение на концах проводников.

[jartsev]

пусто