Энергосбережение: как тепло генерируется в контуре с изменяющимся во времени магнитным полем через него?

Рассмотрим круглую петлю, находящуюся в изменяющемся во времени магнитном поле. Мы знаем, согласно закону Фарадея, что в петле индуцируется ЭДС, и, следовательно, в петле появляется ток. Пусть в проводе задано некоторое сопротивление. Тогда в цепи появится тепло.

Как появляется тепловая энергия в цепи?

Я знаю, что электрическое поле создается изменяющимся магнитным полем, и я предполагаю, что это созданное электрическое поле содержит некоторую энергию, которая в конечном итоге проявляется в виде тепла. Но я не уверен в этом.

Это потому, что я знаю, что индуцированное электрическое поле не имеет связанного с ним потенциала. Итак, какая форма энергии хранится в этом поле, если таковая имеется?

Пожалуйста, дайте пояснение по поводу:

Откуда в контуре появляется тепло?

Если возможно, пожалуйста, начните рассмотрение энергии прямо с источника, который создает переменное магнитное поле.

This is because I know the induced electric field does not have a potential associated with it.Это барьер для обучения, когда знаешь что-то, что не соответствует действительности. Есть потенциал, связанный с изменяющимся магнитным полем, просто это довольно необычный многозначный потенциал, который увеличивается каждый раз, когда вы проходите петлю, окружающую изменяющееся поле.
@Neil_UK Это что-то вроде этого - каждый раз, когда я прохожу цикл, потенциал восстанавливается? Далее, если я не размещаю никакой петли, потенциал остается постоянным (при заданном магнитном поле изменяется линейно)?
Потенциал не регенерируется , потенциал постоянно увеличивается по мере продвижения по петле. К сожалению, лучший способ описать потенциал — это изменение энергии при перемещении заряда, и именно с этим у вас возникают проблемы. Рассмотрим трансформатор: 10-витковая вторичная обмотка генерирует в 10 раз больше общего напряжения, чем 1-витковая вторичная обмотка. Если не поставить петлю ? Петля там есть, топологически, неважно, физически ты проводник туда помещаешь или нет, см. Бетатрон
@Neil_UK Если это не слишком сложно, не могли бы вы написать правильный ответ, поскольку вы лучше всего интерпретировали мой вопрос,
Как и почему — это не те вопросы, на которые физика может ответить. Когда мы наблюдаем что-то, например нагревание проволоки, обмотанной вокруг меняющегося магнитного поля, мы затем разрабатываем модели, чтобы предсказать, что произойдет. Модели должны согласовываться с наблюдениями. Потенциал — это «бухгалтерский учет», который помогает нам вести учет того, как энергия пробного заряда изменяется по мере того, как мы перемещаем его по контуру, и не более того. Поскольку энергия возрастает с каждым разом вокруг петли, потенциал, или псевдопотенциал, как его иногда называют, должен быть многозначным. Как энергия переходит от поля к проводу? КЭД может?

Ответы (2)

Тепло исходит от тока, протекающего по проводу, поскольку нам говорят, что провод имеет сопротивление. Так что это похоже на вашу обычную цепь постоянного тока с теплом, рассеиваемым в резисторе, вызванным столкновениями носителей заряда с молекулами резистора.

Энергия исходит от того, что вызывает переменное магнитное поле. Это вызывает индуцированную ЭДС, которая индуцирует ток, а затем энергия теряется в виде тепла, как описано выше.

Сэр, мой вопрос был примерно таким: какая форма энергии в конечном итоге превращается в тепло, потому что индуцированное электрическое поле не имеет связанного с ним Потенциала?
@TomyStark Но это так. Вот что такое ЭДС индукции.
@ Тони Старк это энергия, связанная с источником или причиной изменения магнитного поля.
Сэр, если вы не возражаете, можете ли вы дать пошаговое объяснение, комментируя, как энергия на самом деле «достигает» от источника к теплу, скажем, через магнитное поле, затем электрическое поле, а затем тепло?
@TonyStark Я думал, что сделал это внизу своего ответа. Чтобы дать более подробную информацию, вам нужно сначала предоставить более подробную информацию, например, откуда исходит магнитное поле и т. д.
@BioPhysicist, «откуда берется магнитное поле», сэр, как его преподают на вводном уровне, я понятия не имею об этом, потому что нам никогда не говорят, откуда оно берется. Я надеялся, что с вашим опытом вы сможете взять общий случай и объяснить его.
@TonyStark Я думаю, это вопрос для другого поста, если вы хотите знать, откуда берутся магнитные поля. Вот вы спрашиваете о том, откуда берется тепло, на что я ответил.

Хорошо, давайте начнем с меняющегося магнитного поля. Мы знаем, что в области изменяющегося во времени магнитного поля индуцируется электрическое поле (у них есть некоторая энергия, высвобождаемая источником, и это зависит от процесса, связанного с изменением), и когда катушка помещается в эту область, тогда электроны испытывают результирующую силу , как показано на рисунке.

введите описание изображения здесь

Поскольку сила действует по касательной, индуцированное электрическое поле совершает чистую работу над этими зарядами, и, следовательно, энергия электрического поля передается этим электронам. Поскольку между атомами катушки и движущимися электронами существует сила притяжения (т.е. сопротивление катушки), энергия выделяется электронами в виде тепла.

@ Тони Старк, был ли мой ответ полезен? Или у вас есть сомнения относительно моего ответа??
Ваш ответ довольно хорош. Но проблема в том, что это именно то, как я это понимаю. В нем нет тех вариаций, которые я искал. Но я уверен, что это было бы полезно для других.
@ Тони Старк, почему ты думаешь, что должно происходить что-то другое?
См. комментарий, отправленный @Neil_UK. Я искал четко сформулированное заявление.
Энергосбережение: как тепло генерируется в контуре с изменяющимся во времени магнитным полем через него?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v