19. Hering’s paradox (Парадокс Геринга)

Мы рассмотрим магнит, который является магнитом с-образной формы. Магнитное поле индуцируется в зазоре магнита, оно может быть индуцировано электромагнитом, это означает, что должна быть катушка, которая индуцирует магнитное поле. Что это за эксперимент? Магнит без утечки. Линии индукции проходят вокруг ферромагнитного сердечника, затем эти линии покидают сердечник как раз на этой поверхности. Затем они идут параллельно друг другу к противоположной стороне ферромагнитного сердечника. Катушка и амперметр расположены далеко от этого магнита, и кто-нибудь берет эту систему и начинает двигаться к магниту. Вначале амперметр или вольтметр ничего не показывают, но затем, когда они пересекают магнитное поле, в этом контуре индуцируется ЭДС, и детектор просто демонстрирует нам, что что-то произошло с напряжением или током, индуцируемым в этом контуре. Снаружи магнита имеется проводящая петля с эластичными контактами, которые обеспечивают замкнутую цепь в любое время. Схема также индуцирует вольтметр.

Затем мы начали двигать катушку вниз. В таком случае наш вольтметр ничего не показывает, потому что магнитный поток, который связан с этим контуром, постоянен.

Движение катушки вызывает импульс напряжения: ∫ Udt = – ∆Ф

Итак, мы перемещаем контур из этой позиции

к этой

З атем мы берем этот контур этой магнитной системы и начинаем двигаться за пределы магнита. В таком случае эта пружина (spring) контактирует теперь, тем не менее, образуя замкнутую цепь. Теперь здесь начинается замкнутый контур (на картинке). Он проходит через вольтметр или амперметр, затем поступает на противоположную сторону сердечника, это контакт пружины с железным сердечником. Мы вышли наружу, затем на выходе эта пружина снова подходит друг к другу и образует замкнутый контур.

Здесь показано, что происходит:

Вначале этот пружинный контакт образует этот контур:
Затем они контактируют только с ядром, тем не менее здесь есть контур:
Наконец, снова образуется замкнутый контур:

Е сли мы рассмотрим эту ситуацию с противоположной стороны, с точки зрения формулировки Закона Фарадея, который касается движущихся проводников, то это может быть понятно. Когда мы перемещаем этот проводник (на первой картинке, где Ф не равно 0) с помощью этого пружинного контакта, мы видим, что здесь контакт перемещается, но магнитного поля здесь нет, вот почему равно нулю.

Теперь в этой системе (вторая картинка) нет поля вне сердечника, поэтому этот пружинный контакт перемещается, но они не находятся в магнитном поле, поэтому электрическое поле не индуцируется внутри этих контактов и внутри проводов, которые соединяют эти контакты с детектором. Что касается этой внутренней части ядра, эта часть не движется, внутри есть магнитное поле и сильное магнитное поле, но скорость равна нулю, поэтому напряженность поля не индуцируется внутри. Итак, с этого момента ясно, что они вообще не должны быть электрическим полем, они не должны быть индуцированной ЭДС. И эксперимент показывает - индуцированной ЭДС нет.

Это может показаться парадоксом, который представляет собой противоречие Закону Фарадея. Существенным, однако, является то, что изменение потока не связано с движением проводника.

В нутри магнита: поле существует, но движения нет.

Вне магнита: проводник движется, но поля нет.