单极感应

简述

解释

简述

unipolar induction

如图所示，A和D 是磁化可导电圆柱形物体（永久磁体）的两个磁极，磁体绕对称轴AD以等角速度转动；AVB是静止在实验室中的导线，它的一端与磁体的一个磁极A滑动接触，另一端与磁体的赤道平面滑动接触（B点）。实验表明，在回路VBCA中有一稳定电流通过。这种现象被称为单极感应。虽然这个单极感应名词不太合适,但已经被接受了。

利用单极感应现象，既可以制造出发电机，也可以制造出电动机。但是，无论是单极感应发电机还是单极感应电动机，其转换效率都较低，所以，单极感应在机电工程领域没有太多的应用。

解释

对于单极感应现象的解释，已经争论了很久，主要有两种解释：

法拉第(Faraday)的观点: 法拉第认为，磁体转动时它周围的磁力线并不随之运动，即磁力线静止在实验室内，这样回路AVBCA中的磁体部分BCA就是在磁场中运动的导体，它切割磁力线产生电动势造成回路AVBCA中的稳定电流。

韦伯(Weber)的观点: 韦伯的观点和法拉第的观点完全相反，他认为磁力线随转动的磁体一起运动，运动的磁力线切割静止在实验室中的导线AVB而产生了一个电动势，这个电动势使回路AVBCA中出现一稳定电流。

单极感应问题本来只是一个经典电磁学问题,但是在争论了近百年以后,仍然没有一个明确的答案，几乎所有的电磁学教材都回避了这个问题。这是令人匪夷所思的事情。

在天体物理领域，单极感应是一个基本而重要的问题。因为星体的磁场是否跟随星体一起旋转，对于研究磁层的运动规律至关重要。徐仁新教授在刚刚出版的的《天体物理导论》中认为这仍然是一个有争议的问题。

在物理学界，现在的实验和理论分析绝大多数倾向于磁场是不转的。而在天体物理学界则相反，大多数学者认为磁场会随着星体一起旋转。

有两位诺贝尔奖获得者费曼(R. P. Feynman)和阿尔文(alfven)都曾指出，磁力线跟随磁铁一起运动的想法是没有意义的。磁铁的运动只能引起磁场的时变，不会引起磁场的运动。实际上，他们两人的观点与N假设是一致的。