Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.2: Магнітогідродинаміка

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29330

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Магнітогідродинамічний пристрій перетворює магнітну енергію в електричну енергію або з неї за допомогою провідної рідини або плазми. Подібно до ефекту Холла, фундаментальна фізика магнітогідродинамічного ефекту описується рівнянням сили Лоренца, рівнянням 5.1.1. Різниця полягає в тому, що магнітогідродинамічний ефект виникає в струмопровідних рідинях або плазмах, тоді як ефект Холла відбувається в твердих провідниках або твердих напівпровідниках. Ще одним пов'язаним ефектом, який також описується рівнянням сили Лоренца, є електрогідродинамічний ефект, розглянутий в п. 10.5. Різниця полягає в тому, що магнітогідродинамічний ефект включає магнітні поля, тоді як електрогідродинамічний ефект включає електричні поля.

    Матерію можна знайти в твердому, рідкому або газовому стані. А плазма - ще один можливий стан речовини. Плазма складається з заряджених частинок, але плазма не має чистого заряду. Коли тверда речовина нагрівається, вона плавиться в рідину. Коли рідина нагрівається, вона випаровується в газ. Коли газ нагрівається, частинки будуть стикатися один з одним так часто, що газ стає іонізованим. Цей іонізований газ являє собою плазму [3]. Коли іони в струмопровідної рідини або плазмі течуть в присутності магнітного поля, перпендикулярного потоку іонів, виробляється напруга.

    Цей магнітогідродинамічний ефект вперше спостерігав Фарадей в 1831 році [3]. У 1960-х роках був інтерес до побудови магнітогідродинамічних пристроїв, де провідним середовищем була плазма. Ці пристрої зазвичай працюють при високих температурах, в діапазоні 3000-4000 К [60]. Прогрес був обмежений, однак, оскільки мало матеріалів витримують такі високі температури. Зовсім недавно інженери використовували цей принцип для побудови насосів, клапанів та інших пристроїв для мікрорідинних систем [61] [62]. Ці прилади кімнатної температури можуть контролювати потік провідних рідин за допомогою використання зовнішнього магнітного поля.