Электрические токи в эволюционном преобразовании Земли. Эдуард Гавеля

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ физике электричества известен [103] следующий демонстрационный опыт. Берётся сосуд, состоящий из двух коротких коаксиально расположенных металлических цилиндров, между которыми налит электролит (рис. 1.1.1). К стенкам сосуда через ключ Кл подсоединён источник постоянного тока Е. Под сосудом расположен полюс сильного магнита (или электромагнита) так, чтобы его поле В приблизительно совпадало с направлением единой оси цилиндров. При включении источника Е между цилиндрами потекут радиальные токи, а электролит под действием амперовых сил начнёт вращаться. С изменением полярности тока меняется на противоположное и вращение электролита. Очевидно, что если сосуд освободить от сил внешнего трения (например, подвесить на нити) при соблюдении всех прочих условий, то под действием сил трения электролита о стенки сосуда вся система придёт во вращение.

      Нечто подобное, возможно, происходит и внутри нашей планеты. Для большей наглядности выполним некоторые логические эксперименты.

      Пусть в центр металлического шара, заполненного электролитом, помещён второй металлический шар меньшего объёма. К шарам с помощью специальных коллекторов, не создающих сил трения, подсоединён источник постоянного тока Е₂. Через центр шаров О проходит условная вертикальная ось О'О'. Внутри большого шара размещены также два кольцевых витка, центры которых совпадают с этой осью, а плоскости витков перпендикулярны ей (рис. 1.1.2). Витки подсоединены к источникам тока Е₁ и Е₃. При замыкании Кл2 от внутреннего шара к внешнему через электролит радиально во всех направлениях потечёт ток J₂. Если теперь включить Кл1 и Кл3, то токи J₁ и J₃ потекут и по кольцевым виткам и создадут магнитное поле, которое в экваториальной области будет перпендикулярно, а в полярных областях параллельно токам, стекающим с малого шара.

      Рис. 1.1.1. Схема, поясняющая демонстрационный опыт с короткими цилиндрами

      Рис. 1.1.2. Схема, поясняющая образование электрических и магнитных полей в опытах с шарами

      Из законов физики известно, что магнитная индукция В взаимодействует с проводником, в котором течёт ток. Значение силы F этого взаимодействия прямо пропорционально току J в проводнике, длине проводника L в магнитном поле и магнитной индукции В. Сила также зависит от угла α между проводником и направлением магнитного поля. Когда проводник перпендикулярен силовым линиям магнитного поля, сила F максимальна, когда параллелен – она обращается в нуль.

      В промежуточных положениях эта сила пропорциональна sinα, т. е. F = ВJL sinα [100]. Поэтому понятно, что под её действием электролит между шарами придёт во вращение, причём будет наблюдаться дифференциация движения: максимальной скорость окажется в приэкваториальной (между витками), минимальной – в приполярных областях.

      1. Сохранив все прежние условия, отклоним плоскость верхнего витка от горизонтали или его ось от вертикального положения СКАЧАТЬ