Проблема электромагнитной индукции и ньютоновская физика

Пожалуйста, представьте себе соленоидальный тороид (т.е. индуктор в форме пончика), питаемый от источника переменного напряжения. Он создает изменяющееся магнитное поле, ограниченное внутренней частью тороида (т.е. внутри катушек). Из-за законов электромагнитной индукции это изменяющееся магнитное поле должно, в свою очередь, создавать изменяющееся электрическое поле в пространстве, окружающем индуктор. Линии электрического поля, окружающие индуктор, конечно, будут чем-то похожи на силовые линии магнитного поля, окружающие кольцо с током, в том смысле, что они замкнуты сами на себя (т.е. не имеют источника).

Теперь, если мы поместим заряженный объект (например, сферу) в область «отверстия от бублика» индуктора, этот объект будет ускоряться вперед и назад через «отверстие от бублика» за счет изменяющегося электрического поля, создаваемого индукцией.

Итак, электрическое поле, создаваемое индукцией, действует на заряженный шар ( Ф "=" Е д ), но электрическому полю заряженной сферы не на что воздействовать взамен. Т.е. он не может действовать на источник индуктивно созданного электрического поля, потому что его нет.

Мой вопрос таков: что мешает этой ситуации быть нарушением 3-го закона Ньютона?

Например, что если мы прижмем заряженную сферу к индуктору. Кажется, что весь аппарат будет колебаться туда-сюда. Что еще более важно, что, если мы подключим заряженную сферу к источнику переменного напряжения, который заставит величину заряда на сфере изменяться по фазе с напряженностью индуктивно созданного электрического поля? Тогда кажется, что у нас есть ситуация с безреакционной тягой. Поскольку электромагнитная индукция является хорошо известной областью электромагнетизма, я предполагаю, что это не должно иметь место.

Можете ли вы помочь объяснить причины, почему?

Ответы (2)

Ваше утверждение, что

если мы поместим заряженный объект (например, сферу) в область «отверстия от бублика» индуктора, этот объект будет ускоряться вперед и назад через «отверстие от бублика» за счет изменяющегося электрического поля, создаваемого индукцией.

совершенно неверно. За пределами соленоида никогда не бывает магнитного поля, а это означает, что в области «бублика» никогда не бывает индуцированного электрического поля.

Если поместить частицу внутрь индуктора, то она, конечно, будет ускоряться ЭМ полем. В этом случае он будет создавать магнитные силы в соленоиде, но, что более важно, он будет обмениваться энергией и импульсом с самим электромагнитным полем способами, которые были тщательно исследованы в других вопросах на этом сайте.

Неправильный. Электрическое поле появляется из закона Фрадея, как и говорится в оп. Однако изменяющееся электрическое поле индуцирует магнитное поле из уравнения Максвелла для с ты р л ЧАС "=" Дж + Д ˙ и это создает силу тока в соленоиде.
@mikestone Нет. За пределами соленоида нет индукции, потому что снаружи соленоида нет магнитного поля.
Индукция может создавать электрические поля даже в регионах, где нет магнитного поля. Закон Фарадея – математическое соотношение между Е и Б ˙ похоже на то, что между ЧАС и ток. Так же, как у вас есть магнитное поле вне провода с током, у вас есть Е вне соленоида, охватывающего изменяющееся во времени Б поле.
@mikestone Это полностью игнорирует роль течений. Но если у вас есть реальные расчеты, подтверждающие ваши слова, я могу взглянуть.
Рассмотрим бесконечно длинный соленоид единичного радиуса, лежащий параллельно г ось. Есть магнитное поле Б "=" ( грех ю т ) г ^ внутри соленоида, ничего снаружи. Поток, хотя Икс , у самолет π грех ю т Примените теорему Стокса к с ты р л Е "=" Б ˙ Тогда линейный интеграл электрического поля по окружности радиуса р > 1 является π ю потому что ю т Итак θ составляющая электрического поля Е θ ( р ) "=" ю потому что ю т / 2 р . Это не ноль, хотя магнитного поля в этом районе нет. р > 1 .

У меня нет доступа к этой статье, которая, как мне кажется, по крайней мере связана с вашим вопросом:
Микроньютоновый электромагнитный двигатель Шаррье в Applied Physics Letters (2012)
аннотация:
Недорогой и легкий электромагнитный двигатель , состоящий из диска, жестко прикрепленного к коаксиальная катушка показывает устойчивую отдачу, теряя линейный импульс. Сигнал, применяемый в устройстве, представляет собой квадрат электрического потенциала. Наблюдается непрерывная тяга на центр масс в одном единственном направлении при электромагнитном возбуждении для различных напряжений и номинальных высоких частот. На частоте 1 кГц при амплитуде 20 В сила отдачи достигает 4 мкН (микроньютон). Отдача численно определяется индуцированной электродвижущей силой и силами Лоренца.Представленное устройство непосредственно преобразует электрическую энергию в кинетическую энергию.

упомянул здесь противоречие между WP и Авраамом Минковски как «утверждение, что однонаправленная тяга создается электромагнитными полями в диэлектрических материалах»

Объяснения электромагнитного двигателя микроньютонов от Charrier на YouTube

Прав он или нет, пока под вопросом, имхо - см. WP-Reactionless drive и NASA .
Это шум из-за взаимодействия с окружающей средой или электромагнитным излучением Земли ?