قانون القای فاراده اول از همه به صورت تجربی و به فرم انتگرالی به دست اومد که نتایجش هم در حد کلاسیک درسته.
امروز اثبات ریاضی این قانون رو از روی قوانین ماکسول و نیروی لرنتز خوندم و همزمان مشکل عدم تقارن این قانون رو خوندم و 2 تا مشکل دیگه هم خودم پیدا کردم.
https://en.wikipedia.org/wiki/Faraday's_law_of_induction
بحث تقارن رو اینشتین مطرح کرد:
https://en.wikipedia.org/wiki/Moving_magnet_and_conductor_problem
https://en.wikipedia.org/wiki/Faraday's_law_of_induction#Einstein.27s_view
از لحاظ عملی فرم انتگرالی قانون القای فاراده درسته. چه برای جسم متحرک و چه برای میدان مغناطیسی متحرک.
فرض کنید یک سیمپیچ و یک آهن ربا داریم و اگر آهنربا رو حرکت بدیم میدان مغناطیسی تغییر می کنه و در اثر این تغییر میدان الکتریکی بوجود میاد و برای ایجاد این میدان الکتریکی انرژی لازمه و در حرکت این آهن ربا موج رادیویی تشعشع خواهد کرد.
در این حالت ولتاژ مشخصی در سیمپیچ القا می شود ولی اگر آهنربا رو ثابت فرض کنیم و سیمپیچ رو حرکت بدیم هیچ میدان الکتریکی بوجود نمیاد و ولتاژ القایی همان ولتاژ قبلی است.
با فرض این که جریانی در سیمپیچ بوجود نیاد.یعنی سیمپیچ باز است.
این 2 شیئ نسبت به هم حرکت یکسانی دارند ولی در یک حالت موج رادیویی داریم که بر روی سیم پیچ هم تاثیر خواهد داشت و در حالت دیگر نداریم.
حالا مشکلی که من به نظرم رسیده اینه که فرم نقطه ای قانون القای فاراده مشکل داره.
البته اشتباه نشه که منظورم کرل E نیست.
منظورم فرم نقطه ای معادله نیروی محرکه الیکتیریکی است که برابر است با منفی تغییرات شار مغناطیسی.
فرم نقطه ای نیروی محرکه الکتریکی همون قانون نیروی لرنتز هست.
حالا مشکل من اینه که این فرم نقظه ای مشکل داره.
یک مثال مطرح می کنم.
در یک ترانسفور ماتور ساده با اشتفاده از فرم انگرالی قانون القای فاراده درست متوجه می شیم که نیروی محرکه الکتریکی چه قدر است.
ولی مشخصه که در ترانسفورمر اکثر میدان مغناطیسی داخل هسته است و شار محاسبه شده کاملا از هسته عبور می کند.
حالا باید بتونیم با محاسبه نیروی محرکه نقطه ای به نیروی محرکه انتگرالی برسیم ولی میدان مغناطیسی داخل سیمپیچ ترانسفور ماتور تقریبا 0 است.
مثال ساده تر اینه که با فرض این که یک میدان مغناطیسی داریم که دیورژانسش 0 است و فقط از داخل حلقه سیم پیچ گذر کند و روی خود سیم پیچ 0 باشد آنگاه فرم انتگرالی قانون القای فاراده درسته ولی فرم نقطه ای نشون می ده که نیروی محرکه الکتریکی در تمام طول سیمپیچ 0 است.
یک مثال دیگه اینه که فرض کنید یک میدان مغناطیسی یکنواخت بزرگ داریم که حلقه بسته.
میدان فقط داخل یک هسته است و فقط یک گپ هوای خیلی پهن هست که در آن میدان تغریبا یکنواخت است.
داخل گپ یک سیم با طول خیلی زیاد هست که قسمتی از یک حلقه سیم بسیار بزرگتر از میدان مغناطیسی است.
یعنی یک میدان یکنواخت فقط به یک تکه کوچک از یک حلقه سیم بسیار بزرگ وارد شده است.
اگر سیم داخل این میدان حرکت کند طبق فرم انتگرالی و همچنین فرم نقطه ای قانون القای فاراده هر دو نتیجه درست است و ولتاژ نیروی محرکه درست است.
اگر سیم ثابت باشه و آهن ربا یا همون میدان مغناطیسی حرکت کند طبق فرم انگرالی مساحت میدان داخل حلقه سیم زیاد یا کم می شه و در نتیجه شار تغییر می کنه و ولتاژ القایی درست است ولی طبق فرم نقطه ای نه میدان مغناطیسی تغییر می کند(به دلیل این که میدان مغناطیسی یکنواخت است) , و نه سیم و بار های آزاد داخل اون حرکت می کنند و در نتیجه نیروی محرکه باید 0 باشد.
حالا چه خاکی تو سرمون بریزیم؟
اینهمه تلاش می کنیم و الکترومغناطیس غلط می خونیم که چی؟
چرا قوانین فیزیک مدرن در کتب مهندسی وارد نمی شوند؟
چرا فیزیک کلاسیک دور ریخته نمی شود؟
مثلا می شد دبیرستان رو 6 ساله کنن و فیزیک کلاسیک رو تو دبیرستان بگن و دانشگاه کلیه دروس مهندسی و فیزیک فقط فیزیک مدرن درس بدن.
تا کی مهندسا می خوان با فیزیک کلاسیک جلو برن؟
بالاخره به یک پیشرفتی از علم باید برسیم که دیگه فیزیک کلاسیک جوابگوی نیاز های عادی مهندسی نباشه و همه برن کوانتوم و نسبیت بخونن و مغز مارو از این چیزای غلط پر نکنن.
اونوقت می شه یک رشته فیزیک درست کرد به نام فیزیک کلاسیک و باستانی.
امروز اثبات ریاضی این قانون رو از روی قوانین ماکسول و نیروی لرنتز خوندم و همزمان مشکل عدم تقارن این قانون رو خوندم و 2 تا مشکل دیگه هم خودم پیدا کردم.
https://en.wikipedia.org/wiki/Faraday's_law_of_induction
بحث تقارن رو اینشتین مطرح کرد:
https://en.wikipedia.org/wiki/Moving_magnet_and_conductor_problem
https://en.wikipedia.org/wiki/Faraday's_law_of_induction#Einstein.27s_view
از لحاظ عملی فرم انتگرالی قانون القای فاراده درسته. چه برای جسم متحرک و چه برای میدان مغناطیسی متحرک.
فرض کنید یک سیمپیچ و یک آهن ربا داریم و اگر آهنربا رو حرکت بدیم میدان مغناطیسی تغییر می کنه و در اثر این تغییر میدان الکتریکی بوجود میاد و برای ایجاد این میدان الکتریکی انرژی لازمه و در حرکت این آهن ربا موج رادیویی تشعشع خواهد کرد.
در این حالت ولتاژ مشخصی در سیمپیچ القا می شود ولی اگر آهنربا رو ثابت فرض کنیم و سیمپیچ رو حرکت بدیم هیچ میدان الکتریکی بوجود نمیاد و ولتاژ القایی همان ولتاژ قبلی است.
با فرض این که جریانی در سیمپیچ بوجود نیاد.یعنی سیمپیچ باز است.
این 2 شیئ نسبت به هم حرکت یکسانی دارند ولی در یک حالت موج رادیویی داریم که بر روی سیم پیچ هم تاثیر خواهد داشت و در حالت دیگر نداریم.
حالا مشکلی که من به نظرم رسیده اینه که فرم نقطه ای قانون القای فاراده مشکل داره.
البته اشتباه نشه که منظورم کرل E نیست.
منظورم فرم نقطه ای معادله نیروی محرکه الیکتیریکی است که برابر است با منفی تغییرات شار مغناطیسی.
فرم نقطه ای نیروی محرکه الکتریکی همون قانون نیروی لرنتز هست.
حالا مشکل من اینه که این فرم نقظه ای مشکل داره.
یک مثال مطرح می کنم.
در یک ترانسفور ماتور ساده با اشتفاده از فرم انگرالی قانون القای فاراده درست متوجه می شیم که نیروی محرکه الکتریکی چه قدر است.
ولی مشخصه که در ترانسفورمر اکثر میدان مغناطیسی داخل هسته است و شار محاسبه شده کاملا از هسته عبور می کند.
حالا باید بتونیم با محاسبه نیروی محرکه نقطه ای به نیروی محرکه انتگرالی برسیم ولی میدان مغناطیسی داخل سیمپیچ ترانسفور ماتور تقریبا 0 است.
مثال ساده تر اینه که با فرض این که یک میدان مغناطیسی داریم که دیورژانسش 0 است و فقط از داخل حلقه سیم پیچ گذر کند و روی خود سیم پیچ 0 باشد آنگاه فرم انتگرالی قانون القای فاراده درسته ولی فرم نقطه ای نشون می ده که نیروی محرکه الکتریکی در تمام طول سیمپیچ 0 است.
یک مثال دیگه اینه که فرض کنید یک میدان مغناطیسی یکنواخت بزرگ داریم که حلقه بسته.
میدان فقط داخل یک هسته است و فقط یک گپ هوای خیلی پهن هست که در آن میدان تغریبا یکنواخت است.
داخل گپ یک سیم با طول خیلی زیاد هست که قسمتی از یک حلقه سیم بسیار بزرگتر از میدان مغناطیسی است.
یعنی یک میدان یکنواخت فقط به یک تکه کوچک از یک حلقه سیم بسیار بزرگ وارد شده است.
اگر سیم داخل این میدان حرکت کند طبق فرم انتگرالی و همچنین فرم نقطه ای قانون القای فاراده هر دو نتیجه درست است و ولتاژ نیروی محرکه درست است.
اگر سیم ثابت باشه و آهن ربا یا همون میدان مغناطیسی حرکت کند طبق فرم انگرالی مساحت میدان داخل حلقه سیم زیاد یا کم می شه و در نتیجه شار تغییر می کنه و ولتاژ القایی درست است ولی طبق فرم نقطه ای نه میدان مغناطیسی تغییر می کند(به دلیل این که میدان مغناطیسی یکنواخت است) , و نه سیم و بار های آزاد داخل اون حرکت می کنند و در نتیجه نیروی محرکه باید 0 باشد.
حالا چه خاکی تو سرمون بریزیم؟
اینهمه تلاش می کنیم و الکترومغناطیس غلط می خونیم که چی؟
چرا قوانین فیزیک مدرن در کتب مهندسی وارد نمی شوند؟
چرا فیزیک کلاسیک دور ریخته نمی شود؟
مثلا می شد دبیرستان رو 6 ساله کنن و فیزیک کلاسیک رو تو دبیرستان بگن و دانشگاه کلیه دروس مهندسی و فیزیک فقط فیزیک مدرن درس بدن.
تا کی مهندسا می خوان با فیزیک کلاسیک جلو برن؟
بالاخره به یک پیشرفتی از علم باید برسیم که دیگه فیزیک کلاسیک جوابگوی نیاز های عادی مهندسی نباشه و همه برن کوانتوم و نسبیت بخونن و مغز مارو از این چیزای غلط پر نکنن.
اونوقت می شه یک رشته فیزیک درست کرد به نام فیزیک کلاسیک و باستانی.
دیدگاه