Физическая сущность электромагнитных взаимодействий 105 Глава 5. Физическая сущность электромагнитных взаимодействий5.1. Взаимоиндукция проводников Несмотря на то что сам закон Фарадея и уравнения Максвелла, приводящие к тому же закону, выведены на основании концепции эфира, предполагающем непосредственное взаимодействие электромагнитного поля и проводников, на самом деле здесь явно выражена концепция дальнодействия, поскольку процесс изменения магнитного поля происходит в одном месте (внутри контура), электродвижущая сила появляется в другом месте — на его периферии, а механизма взаимодействия поля с проводником не предусмотрено. Однако в другом законе — законе электромагнитной индукции е = — Вlv, (5.1) где В — магнитная индукция; l — длина проводника, пересекающего поле; v — скорость перемещения проводника относительно магнитных линий (рис. 4.8), отражен закон близкодействия, поскольку здесь имеется прямая связь между магнитным полем и проводником — скорость пересечения проводником магнитного поля, хотя механизм возникновения ЭДС здесь тоже не раскрыт. Понятие взаимоиндукции контуров может быть выведено на основании закона Фарадея SdB moS dH moS di e2м =- = = (5.2) 2pdt dt 2pR dt где S — площадь контура; В — магнитная индукция. Для переменного тока синусоидальной формы коэффициент взаимоиндукции составит: |
106 М1 = 2 = —-----, кг 1м2с (В·А 1). (5 3) 1 Как известно, в электротехнике отсутствует понятие «взаимоиндукция проводников», хотя имеется понятие «взаимоиндукция контуров». Из представления о взаимоиндукции контуров нельзя вывести взаимоиндукцию отдельных проводников, поскольку в формульных выражениях взаимоиндукции контуров присутствует площадь контура. Наоборот, из представлений о взаимоиндукции отдельных проводников можно было бы вывести законы взаимоиндукции контуров любой формы. Поэтому целесообразно найти закономерности взаимоиндукции проводников. Введение понятия «взаимоиндукция проводников» имеет большое прикладное значение, поскольку на всех подвижных объектах — летательных аппаратах (самолетах, вертолетах, ракетах), надводных и подводных кораблях, космических аппаратах, а также на многих производствах по информационным каналам связи необходимо передавать сигналы, содержащие информацию, от достоверности и точности которой зависит работоспособность всей системы. Искажения сигналов, несущих информацию, практически всегда ведут к искажению информации, а искажения сигналов связаны, в первую очередь, с помехами, создаваемыми энергетическими проводами, т.е. проводами, по которым либо текут значительные токи, либо в которых имеются относительно высокие (сотни вольт) напряжения. Обычный расчет наводимых помех от таких проводов в современной теории электромагнетизма проводится на основе закона Фарадея, но это не только не отражает физику процесса, но и приводит к значительным погрешностям. Поэтому необходимо создание методики, позволяющей оценить взаимоиндукцию проводов, а также рекомендовать меры по обеспечению трансляции бессбойным и неискажающим информацию способом. Для этого нужно рассмотреть физические основы создания магнитного поля током, протекающим в проводнике, перемещение этого поля в пространстве до второго проводника и создание этим магнитным полем э.д.с. в этом проводнике. Наведение током, протекающим в первичном проводнике, э.д.с. во вторичном проводнике происходит в три стадии – первая – соз- |