Напряжение на стержне в изменяющемся во времени магнитном поле

Если тонкий проводник некоторой длины л и диаметр г л находится в магнитном поле Б , а поле меняется на г Б г т , какое (если есть) напряжение В индуцированная на концах проводника?

В интересующем меня случае тонкий проводник представляет собой провод, закрепленный в пространстве, который является жертвой интерференции соседнего тока, где г Б г т вызвано я   грех ( ю т ) в исходном проводе.

Меня особенно интересует расчет конкретного случая (учитывая я 0 , ю , и р расстояние между двумя проводами), а также фундаментальные связи с законами Максвелла, вероятно, с уравнением Максвелла-Фарадея.

Я знаком с законом Ленца , но в интересующем меня случае нет обратного пути или «плоскости заземления», поэтому провод жертвы не имеет токовой петли или петли ЭДС. Я не могу сформировать интеграл завихрения, и площадь не определена, и, следовательно, нет изменяющегося во времени потока. Тем не менее, я ожидаю, что описанный выше случай «проволочного стержня» будет максвелловской основой или, по крайней мере, шагом к случаю Ленца «петля вокруг потока». (Или, возможно, я ужасно ошибаюсь здесь.)

Ближе всего я подхожу к этой проблеме с помощью силы Лоренца , так как она также включает стержень и включает ЭДС на заряде, движущемся в магнитном поле. Напротив, мой вопрос сосредоточен вокруг изменяющегося во времени магнитного поля без движения.

Чтобы было ясно, стержень зафиксирован в пространстве, и меня интересует расчет напряжения, а не движение или силы.

введите описание изображения здесь

(Изображение с https://www.aplusphysics.com/courses/regents/electricity/images/InductionProblem.png )

Ответы (1)

Если тонкий проводник некоторой длины l и диаметра d<<l поместить в магнитное поле B и изменить поле на dB/dt, каково (если оно есть) напряжение V, индуцируемое на концах проводника?

Когда Б варьируется, варьируется Е -поле (назовем его внешним) также появляется вдоль провода. Поэтому я думаю, что если ваше индуцированное напряжение создает электрическое поле внутри провода (назовем его внутренним), которое направлено на внешнее изменяющееся Е -поле проволока или стержень ускоряются вдоль Е -поля, а тем временем он вращается вокруг своего центра масс, потому что внутреннее Е -поле, благодаря наведенному вами напряжению, накопило положительные и отрицательные заряды соответственно на каждом конце стержня, и, таким образом, движение этих зарядов в Б -поле создает крутящий момент на стержне за счет сил Лоренца, действующих на концы стержня в противоположных направлениях.

Спасибо за ответ, Мохаммад. Может быть, мне следует уточнить, что стержень неподвижен в пространстве, и меня интересует напряжение, а не движение или силы. Вы пишете "накопились положительные и отрицательные заряды" в чем вопрос. Есть это? И если да, то как он рассчитывается?