Классический принцип получения ЭДС
На первом рисунке я изобразил процесс получения ЭДС в класическом варианте электромеханического генератора.
Проводник в этом случае должен двигаться равномерно в градиентном поле, либо в равномерном поле, но ускоренно.
На рисунке вы видите вертикальные стрелки, они изображают линии МП. С левой стороны они размещены плотнее и это означает - там поле сильнее чем справа. (это моя версия градиента МП, мой измышлизм).
Рис.2
Вероятно при движении проводника вправо ЭДС будет одной полярности, влево - другой полярности. при изменении магнитного поля на встречное - все полярности ЭДС сменятся на противоположные.
Скорость движения проводника - подписано буквой V.
Мы знаем что провод, находящийся в магнитном поле, напряженность которого изменяется будет генерировать ЭДС. Это классический случай, например в трансформаторе.
Если мы будем двигать проводник вдоль вектора градиента, это приведет к тому что двигая в одну сторону мы попадаем проводником в более сильное МП. двигая обратно мы смещаем его в область более слабого МП. Во время этих движений в проводнике будет генерироваться изменяющаяся по величине ЭДС. полярность этой ЭДС, говорят, определяется правилом какой-то руки
Если проводник двигается равномерно в ЛИНЕЙНОМ градиенте, на концах проводника получаем постоянную разность потенциалов (ЭДС).
Если проводник движется равномерно в НЕЛИНЕЙНОМ градиенте, ЭДС будет меняться согласно знаку градиента, увеличиваться или уменьшаться.
Если проводник движется ускоренно либо замедляется, ЭДС будет увеличиваться или уменьшаться, соответственно.
Полярность ЭДС в проводе изменится если изменится направление вектора градиента, либо при изменении направления движения проводника в обратную сторону.
Дело в том, что само увеличение силы магнитного поля, это процесс затрагивающий структуру и саму картину магнитного поля. Процесс этот динамический, очень хорошо было бы иметь для его лучшего понимания - анимационный ролик в 3D, но увы .
Как происходит изменение МП
Само усиление МП происходит следующим образом: изначально слабое магнитное поле представлено небольшим количеством спиральных нитей эфира, приходящимся на прощадь сечения, перпендикулярного этим нитям. Их взаимное расположение обычно неравномерно. Если это поле соленоида, то внутри него нити распределены с радиальным градиентом, направленным к оси катушки соленоида.
Когда ток в соленоиде будем увеличивать, количество эфирных нитей начнет возрастать, они будут втягиваться со стороны южного полюса соленоида, и выходить с северного. Будет выглядеть это подобно тому как наматывают челноком витки тороидальной катушки. в сечении, перпендикулярном оси соленоида, будет увеличиваться кол-во магнитных нитей, притягивание новых магнитных нитей будет видимо инициировано там, где плотность размещения нитей наименьшая, а их радиус изгиба наибольший, это обычно в центре, по оси катушки. При этом втягивание новой эфирной нити приведет к их более плотному размещению, и передвижению всех остальных уже имеющихся, в сторону проводника катушки. Величина градиента при этом останется прежней.
Основное что следует уяснить в этом процессе усиления МП, или его ослабления (процесс ослабления поля это отрыв нитей магнитного поля от проводника катушки в области максимальной напряженности поля, исмотка их в обратном порядке, подобно заднему ходу змеи, и выход конца нити в области минимальной напряженности), это то, что при усилении или ослаблении МП, происходит перемещение всех нитей магнитного поля в поперечном направлении. Даже при втягивании всего лишь одной новой нити эфира, все нити смещаются для обеспечения нового порядка их размещения. А скорость затягивания нитей МП в поле катушки зависит от скорости нарастания тока в ней. Собственно процесс усиления или ослабления МП состоит из двух компонент, это продольная (продвижение нити змейкой вперед или назад) и поперечная, это сближение или раздвижение нитей поля в поперечном направлении.
С точки зрения нашего интереса, относительно того, как происходит генерация ЭДС в проводнике, находящемся в изменяемом по напряженности магнитном поле, думаю основную ноту играет поперечная компонента. Это смещение нитей в поперечном направлении. Т.е. отрисовывая ситуацию к элементарному варианту в виде единичного проводника размещенного среди перпендикулярных ему нитей магнитногополя, мы видим что это лишь вопрос появления градиента магнитного поля в поперечном проводнику направлении
, по сути к первому рисунку.
Отсюда вывод: когда поле неизменно по напряженности, проводник покоится в равномерном поле, в котором градиент если и существует то только с одной стороны от проводника, хотя может и с другой тоже, но на локации проводника градиент отсутствует. И справа и слева от него нити поля расположены на одинаковом удалении. Когда мы имеем факт изменения напряженности МП, то даная суперпозиция изменяется, и с одной из сторон от проводника происходит смещение нити(нитей) магнитного поля, и баланс нарушается. теперь этот единичный проводник уже находится в локальном градиенте. С одной из сторон поле сильнее (нити МП ближе) чем с другой. Это приводит с появлению поляризации электронов в проводнике и ЭДС на его концах.
Кроме этого может происходить также изменения величины градиента, и вероятно даже перемещение нитей поля через сам этот проводник с одной на другую его сторону.
Униполярный принцип получения ЭДС
Второй рисунок показывает как нужно разместить проводник относительно градиентного магнитного поля.
Рис.3
Буквой V показана скорость проводника, стрелкой его перемещение.
А буквочки v с цифрами показывают что можно двигать источник магнитного поля вместе с проводником, или же эти скорости будут отличаться. Направление движения должно быть перпендикулярно направлению градиента.
Третий рисунок показывает примерно как это происходит в дисковой униполярке.
Рис.4
проводник тут изображен треугольной пластиной.