В Википедии говорится:
«Электромагнитная или магнитная индукция — это создание электродвижущей силы (т. е. напряжения) на электрическом проводнике в изменяющемся магнитном поле».
Одно это предложение поставило меня в тупик и вызвало больше вопросов, чем ответов. Поскольку я бы предпочел не изучать целую область науки, я решил, что пришло время опубликовать вопрос по теме.
Можно ли построить устройство, способное заряжать электронные устройства, используя электромагнитное поле планеты в качестве источника энергии? Есть ли ситуация, в которой это возможно, даже если маловероятно?
Хорошие ответы скажут мне, почему или почему это невозможно, а также будет оценено краткое изложение «электромагнитной индукции для чайников».
Бонусные баллы тому, кто сможет рассчитать, насколько сильным должно быть электромагнитное поле планеты, чтобы это стало возможным. (если вообще возможно)
Электромагнитная или магнитная индукция — это создание электродвижущей силы (т. е. напряжения) на электрическом проводнике в изменяющемся магнитном поле.
Это правильно, но ключевое слово здесь «изменение». В частности, закон Фарадея гласит
Если вы не знакомы с векторным исчислением, не волнуйтесь! Это уравнение в основном говорит о том, что «извилистость» электрического поля прямо пропорциональна тому, как быстро меняется магнитное поле. Но извилистость электрического поля может создать напряжение в проводящей петле (ну, технически это ЭДС, а не напряжение), поскольку извилистое электрическое поле может толкать заряженные частицы по всей петле.
Но, как я упоминал ранее, проблема возникает из-за того, что нам нужно, чтобы наше магнитное поле изменялось, чтобы это произошло; ЭДС для проталкивания зарядов через нашу цепь. Теперь, хотя магнитное поле Земли действительно меняется со временем, оно делает это очень медленно, а это означает, что даже с очень большой петлей вы не сможете получить много энергии.
Теперь вы можете спросить: «Ну, у Земли может не быть поля, которое меняется достаточно быстро, чтобы делать это, но как насчет других планет?» К сожалению, ответ по-прежнему таков, что это невозможно. Видите ли, магнитные поля имеют свойство, похожее на инерцию, в том смысле, что они не любят меняться. Фактически, если у объекта есть изменяющееся магнитное поле, уравнения Максвелла предсказывают, что объект будет действовать как антенна и излучать энергию. Как следствие, большинство планет имеют относительно стабильные магнитные поля — если магнитное поле быстро меняется, оно в конечном итоге замедляется по мере расхода энергии.
Есть несколько примеров астрономических тел с сильными магнитными полями, которые быстро меняются, но они, как правило, плохо подходят для жизни и недолговечны. Одними из самых экстремальных примеров являются магнетары , представляющие собой нейтронные звезды с магнитным полем примерно на 15 порядков сильнее, чем у Земли. Благодаря сильным полям, которые быстро меняются благодаря высокой скорости вращения, они излучают невероятное количество радиации. Поля имеют тенденцию к распаду примерно через 10 000 лет, что по геологическим меркам является мгновением ока.
AlexP
JBH
пользователь412