Трансформатор демонстрирует закон индукции или противоречит ему?

[Lons]

Вообще-то в законе электромагнитной индукции говорится не о пересечении линиями магнитной индукции проводов, а об изменении количества этих линий, пронизывающих контур (изменении магнитного потока через контур). А вот тут полный порядок. Ток в первичной обмотке переменный, поэтому магнитное поле в ярме - переменное (число линий непрерывно меняется), а переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое, вот во вторичной обмотке и возникает ЭДС.

У Вас был другой вопрос - про перенос энергии. А это надо вектором Пойнтинга описывать - это Иссам умеет.
ЭДС индуцирует изменяющийся магнитный поток.
Вас же не смущает, что электрический ток, весь сосредоточенный в проводе, создает магнитное поле вокруг провода, или что заряд создает электрическое поле вне заряда. А тут изменяющееся магнитное поле в ярме создает электрическое поле вокруг ярма.

      Поскольку вопрос един, отвечаю вам вместе. Ток и заряд создают поля вне их, но не всегда. Поля эти можно ЭКРАНИРОВАТЬ. В трансе ярмо как раз и выполняет эту функцию, впитывает в себя практически всё магнитное поле (за исключением пренебрежимой утечки), так что втоичная обмотка находится ВНЕ действия закона индукции. Насчёт "cutting and linking". Пусть у нас по проводу от батареи течёт постоянный ток. Будем движком реостата менять сопротивление: туда-сюда. Что  будет происходить с магнитным полем? Очевидно, оно будет меняться тоже "туда-сюда". "Силовые линии" будут то сворачиваться, то разворачиваться. Если мы около поставим НЕЗАМКНУТЫЙ проводник, то в нём несомненно будет наводиться ЭДС, хотя ни о каком linking речи не идёт.

[Alexpo]

Ток и заряд создают поля вне их, но не всегда. Поля эти можно ЭКРАНИРОВАТЬ. В трансе ярмо как раз и выполняет эту функцию, впитывает в себя практически всё магнитное поле (за исключением пренебрежимой утечки), так что втоичная обмотка находится ВНЕ действия закона индукции.

"Ярмо в трансе" не выполняет функцию экранировки для возникновения электрического поля. Вы неправильно понимаете ситуацию. Самое забавное, что следующей фразой вы сами себя опровергаете:

Пусть у нас по проводу от батареи течёт постоянный ток. Будем движком реостата менять сопротивление: туда-сюда. Что  будет происходить с магнитным полем? Очевидно, оно будет меняться тоже "туда-сюда". "Силовые линии" будут то сворачиваться, то разворачиваться.

Но ведь по вашей логике провод "экранирует" все, ведь он "впитывает" электрическое поле и ток. Так что пространство вне провода находится по вашему вне действия тока, т.е., будучи последовательным, вы должны утверждать, что около провода никаких силовых линий  магнитного поля быть не может.

На самом деле электрическое поле и ток в проводе создают магнитное поле в пространстве вокруг провода, где их нет, соответственно, переменное магнитное поле в "ярме в трансе" создает электрическое поле вокруг ярма во вторичной обмотке, где магнитного поля нет. И экранировать этот процесс ярмо никак не может.

[aid]

      Поскольку вопрос един, отвечаю вам вместе. Ток и заряд создают поля вне их, но не всегда. Поля эти можно ЭКРАНИРОВАТЬ. В трансе ярмо как раз и выполняет эту функцию, впитывает в себя практически всё магнитное поле (за исключением пренебрежимой утечки), так что втоичная обмотка находится ВНЕ действия закона индукции.

Алекспо ответил, а я только выскажу недоумение - с чего это обмотка ВНЕ закона индукции? Это Вам не УК, где можно быть вне закона
Как у Вас формулируется этот закон?

[Lons]

"Ярмо в трансе" не выполняет функцию экранировки для возникновения электрического поля. Вы неправильно понимаете ситуацию. Самое забавное, что следующей фразой вы сами себя опровергаете:
Но ведь по вашей логике провод "экранирует" все, ведь он "впитывает" электрическое поле и ток. т. И экранировать этот процесс ярмо никак не может.

    Эээээээээ, нет! Забавно совсем другое: вы почему-то забыли, что провод-то МЕДНЫЙ, сиречь диамагнитный, а ярмо -- железное, сиречь ферромагнитное. 

[Lons]

Алекспо ответил, а я только выскажу недоумение - с чего это обмотка ВНЕ закона индукции? Это Вам не УК, где можно быть вне закона Как у Вас формулируется этот закон?

Не просто "обмотка", НО вторичная обмотка. Закон формулируется не у меня, а у Фарадея: ротор электровектора равен минус де Бэ по де Тэ, а вот этого самого Бэ в районе витков вторички "ни беее, ни меее". 

[aid]

Не просто "обмотка", НО вторичная обмотка. Закон формулируется не у меня, а у Фарадея: ротор электровектора равен минус де Бэ по де Тэ, а вот этого самого Бэ в районе витков вторички "ни беее, ни меее".  

Блин, так есть еще закон полного тока - ротор Н равен плотности тока. А вот этого самого жи вне провода "ни беее, ни меее". Вас не смущает, что аш вне провода при этом прекрасно себя чувствует?

Да, и уж у Фарадея точно не было никакого ротора. Если у Вас другие сведения, пожалуйте ссылку.

[Lons]

Да, и уж у Фарадея точно не было никакого ротора. Если у Вас другие сведения, пожалуйте ссылку.

Дак ведь и у Ампера, и у Эрстеда, и у Био с Саваром, даже у самого Максвелла не было никаких "роторов-дивергенций". Язык векторного анализа оформился позже, но современные выражения законов электромагнетизма отнюдь не отменяют авторства первопроходцев. Именно Фарадей открыл явление магнито-электрической индукции и его имя по праву носит закон, занимающий в системе уравнений Максвелла-Лоренца одну строчку.

Блин, так есть еще закон полного тока - ротор Н равен плотности тока. А вот этого самого жи вне провода "ни беее, ни меее". Вас не смущает, что аш вне провода при этом прекрасно себя чувствует?

У меня такое ощущение, что вы в данном случае хитрите. Якобы не понимая элементарой вещи, укстраиваете мне экзамен по электромагнетизму. Ладно, попробую ответить. В полном токе, как известно, две составные части -- статическая и динамическая. Первая гарантирует ненулевое поле с нулевым ротором. Однако никто ещё в мире не зафиксировал ненулевого магнитного поля как результата НУЛЕВОГО тока смещения. Подобная ситуация имеет место и с законом Фарадея, который относится к области электродинамики. Если магнитный вектор есть константа (в частности нуль), то не только ротор электрополя, но и сам электрический вектор обязан быть нулём.
   Вопрос остаётся: откуда вторичная обмотка трансформатора "узнаёт", что ей пора вырабатывать ЭДС, когда переменным напряжением запитывается первичная?

[aid]

Дак ведь и у Ампера, и у Эрстеда, и у Био с Саваром, даже у самого Максвелла не было никаких "роторов-дивергенций". Язык векторного анализа оформился позже, но современные выражения законов электромагнетизма отнюдь не отменяют авторства первопроходцев. Именно Фарадей открыл явление магнито-электрической индукции и его имя по праву носит закон, занимающий в системе уравнений Максвелла-Лоренца одну строчку.

Скажите, как по-Вашему, случай, когда в магнитном поле движется подвижная сторона рамки и в рамке возникает ток, то это
1. относится к закону Фарадея?
2. описывается уравнением rotE=-dB/dt (производная частная)?
 Чтобы не посчитали, что я Вас экзаменую, дам свое мнение: 1. да 2. нет. Т.е. закон индукции Фарадея не тождествен данному уравнению Максвелла.

В полном токе, как известно, две составные части -- статическая и динамическая. Первая гарантирует ненулевое поле с нулевым ротором. Однако никто ещё в мире не зафиксировал ненулевого магнитного поля как результата НУЛЕВОГО тока смещения.

Я не понимаю, зачем Вы усложняете и включаете еще случай тока смещения? Мы сравниваем 2 аналогичных случая
rotH=j
rotE=-dB/dt.
Почему первый случай - нормально, а второй - ненормально?
Да и насчет ненулевого магнитного поля как результата НУЛЕВОГО тока смещения, а если рассмотреть магнитное поле вокруг конденсатора в цепи переменного тока? Согласно закону полного тока циркуляция напряженности магнитного поля будет пропорциональна току смещения через поверхность, натянутую на контур, хотя плотность тока смещения в точках контура, лежащего вне конденсатора, может быть сколь угодно мала.
  Ну и наконец, почему же трансформатор вне закона индукции? Вас может удивлять сам закон индукции, но не ясно, почему трансформатор вне его?

Подобная ситуация имеет место и с законом Фарадея, который относится к области электродинамики. Если магнитный вектор есть константа (в частности нуль), то не только ротор электрополя, но и сам электрический вектор обязан быть нулём.
   Вопрос остаётся: откуда вторичная обмотка трансформатора "узнаёт", что ей пора вырабатывать ЭДС, когда переменным напряжением запитывается первичная?

Встречный вопрос - откуда магнитное поле в трансформаторе узнает, что ему надо меняться, когда меняется ток?

[Lons]

Встречный вопрос - откуда магнитное поле в трансформаторе узнает, что ему надо меняться, когда меняется ток?

Вы имеете в виду магнитное поле в ярме транса? Разве не ясно. что оно есть следствие протекающего в первичной обмотке тока? Ведь материал ярма находится в зоне влияния первички.

[Lons]

Скажите, как по-Вашему, случай, когда в магнитном поле движется подвижная сторона рамки и в рамке возникает ток, то это
1. относится к закону Фарадея?
2. описывается уравнением rotE=-dB/dt (производная частная)?
 Чтобы не посчитали, что я Вас экзаменую, дам свое мнение: 1. да 2. нет. Т.е. закон индукции Фарадея не тождествен данному уравнению Максвелла.

Вполне согласен. Фарадей делал множество опытов, а их интерпретации оформились гораздо позднее. Однако символом благодарности потомков стало именно выражение с "током смещения".

Я не понимаю, зачем Вы усложняете и включаете еще случай тока смещения? Мы сравниваем 2 аналогичных случая
rotH=j
rotE=-dB/dt.
Почему первый случай - нормально, а второй - ненормально?

Оба нормальны, но НЕ аналогичны. Про полный ток сказали вы, а не я "усложнил".

Да и насчет ненулевого магнитного поля как результата НУЛЕВОГО тока смещения, а если рассмотреть магнитное поле вокруг конденсатора в цепи переменного тока? Согласно закону полного тока циркуляция напряженности магнитного поля будет пропорциональна току смещения через поверхность, натянутую на контур, хотя плотность тока смещения в точках контура, лежащего вне конденсатора, может быть сколь угодно мала.

Вы взаправду этого не понимаете?  Чтобы стремить к нулю ток смещения, нужно УДАЛЯТЬСЯ от пластин, то есть УДЛИНЯТЬ путь интегрирования, но чистым нулём ток смещения никак не станет. Вас запутывает теорема Стокса. Это явление запутало и понимание явлений индукции Фарадея, о чём вы упомянули в первом пункте. Ток смещения и движущаяся рамка, как мы с вами обоюдно согласны, суть два РАЗНЫХ феномена. Тем не менее, применение теоремы Стокса смазывает все индивидуальности и валит в одну кучу различные физические процессы. Таково уж неотъемлемое свойство процедуры интегрирования.

Ну и наконец, почему же трансформатор вне закона индукции? Вас может удивлять сам закон индукции, но не ясно, почему трансформатор вне его?

Не весь транс, а лишь часть его вне закона индукции Фарадея, так как ток смещения там равен нулю.

[aid]

Вы имеете в виду магнитное поле в ярме транса? Разве не ясно. что оно есть следствие протекающего в первичной обмотке тока? Ведь материал ярма находится в зоне влияния первички.

Ну почему Вас не удивляет, что магнитное поле знает, что ему надо меняться, а удивляет, что электрическое поле знает, что ему надо появляться?

[aid]

Вполне согласен. Фарадей делал множество опытов, а их интерпретации оформились гораздо позднее. Однако символом благодарности потомков стало именно выражение с "током смещения".

А при чем здесь ток смещения к Фарадею? Вы не оговорились?

Оба нормальны, но НЕ аналогичны. Про полный ток сказали вы, а не я "усложнил".

В чем неаналогичность?

Вы взаправду этого не понимаете?  Чтобы стремить к нулю ток смещения, нужно УДАЛЯТЬСЯ от пластин, то есть УДЛИНЯТЬ путь интегрирования, но чистым нулём ток смещения никак не станет.

Так и магнитное поле чистым нулем не станет вне ярма. Важно то, что им можно пренебречь, так и током смещения вне кондера, особенно, если в кондере, например, диэлектрик с высоким эпсилон. Чем не аналогия?

Вас запутывает теорема Стокса. Это явление запутало и понимание явлений индукции Фарадея, о чём вы упомянули в первом пункте. Ток смещения и движущаяся рамка, как мы с вами обоюдно согласны, суть два РАЗНЫХ феномена.

Я пока не понял, что Вы называете током смещения.

Тем не менее, применение теоремы Стокса смазывает все индивидуальности и валит в одну кучу различные физические процессы. Таково уж неотъемлемое свойство процедуры интегрирования.

Так и дифференциальное уравнение одно и то же. Пока не понимаю, в чем Вы видите проблему.

Не весь транс, а лишь часть его вне закона индукции Фарадея, так как ток смещения там равен нулю.

А область вокруг тока вне закона полного тока, т.к. в ней ток проводимости равен инулю? И что Вы называете током смещения!?

[Lons]

А при чем здесь ток смещения к Фарадею? Вы не оговорились?

Тьфу ты! Перепутал я закон Фарадея rotE=dB/dt с законом Ампера, где как раз фигурирует ток смещения. Принципиальная разница между первичкой и вторичкой в том, что из певички в ярмо есть доступ через закон Ампера, а вот из ярма во вторичку такой доступ через закон Фарадея отсутствует. С самого начала мы пренебрегаем полем утечки, так как передаваемые мощности на много порядков (магнитная восприимчивость железа) превышают то, что можно получить из поля утечки. Отсюда и вопрос вопросов: откуда провод вторички узнаёт о необходимости развивать огромную ЭДС?

[aid]

из певички в ярмо есть доступ через закон Ампера, а вот из ярма во вторичку такой доступ через закон Фарадея отсутствует.

Поясните это, пожалуйста.

[Lons]

Поясните это, пожалуйста.

Когда в первичке циркулирует переменный ток, то в ярме наводится согласно закону Ампера магнитное поле, которое УСИЛИВАЕТСЯ благодаря свойству железа и распространяется по ярму (вообще говоря, ооооооочень длинному). Однако в области вторички закон Фарадея не работает, поскольку вне ярма магнитное поле НЕ РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ, а прямой ЭМ-контакт с первичкой отсутствует из-за удалённости. Можно себе представить транс без ярма, где вторичка намотана непосредственно на первичку. В этом случае есть непосредственный ЭМ-контакт, но он имеет, так скажем, ничтожную пропускную способность.

[aid]

Когда в первичке циркулирует переменный ток, то в ярме наводится согласно закону Ампера магнитное поле

И Вас не смущает, что поле возникает в ярме, где самого тока нет?

Однако в области вторички закон Фарадея не работает, поскольку вне ярма магнитное поле НЕ РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ

См. выше - вне первички - в ярме тока тоже нет (токи фуко не учитываем), а закон Ампера работает! Почему закон Ампера работает, а закон Фарадея не должен работать?

Смотрите - закон Ампера качественно говорит, что вокруг тока есть магнитное поле - при чем оно есть не только внутри проводника с током, но и вне - где тока нет.
  Закон индукции говорит, что вокруг изменяющегося магнитного потока есть вихревое эл. поле - при чем оно есть не только внутри потока, но и вне - где потока нет, вернее, пренебрежимо мал.

В чем разница?

[Lons]

И Вас не смущает, что поле возникает в ярме, где самого тока нет? См. выше - вне первички - в ярме тока тоже нет (токи фуко не учитываем), а закон Ампера работает! Почему закон Ампера работает, а закон Фарадея не должен работать?
Смотрите - закон Ампера качественно говорит, что вокруг тока есть магнитное поле - при чем оно есть не только внутри проводника с током, но и вне - где тока нет. Закон индукции говорит, что вокруг изменяющегося магнитного потока есть вихревое эл. поле - при чем оно есть не только внутри потока, но и вне - где потока нет, вернее, пренебрежимо мал. В чем разница?

Не понимаю, почему это должно кого-то смущать? По проводу течёт постоянный ток, а вокруг до бесконечности висит магнитное поле. Альтернируем ток, альтернируется и окружающее поле. Всё ясно и понятно.
Совсем иное дело с законом индукции Фарадея. При постоянном токе в первичке имеем ОГРОМНОЕ магнитное поле во всём ярме, НО НЕ ВНЕ ЕГО! Так откуда, по-вашему, возьмётся ЭДС во вторичке? Интегральная форма закона Фарадея есть лишь СЛЕДСТВИЕ (через теорему Стокса) дифференциальной формы, а именно она-то и запрещает возникновение электрического вектора в области, где не просто dB/dt=0, но и само B=0.

[aid]

Интегральная форма закона Фарадея есть лишь СЛЕДСТВИЕ (через теорему Стокса) дифференциальной формы, а именно она-то и запрещает возникновение электрического вектора в области, где не просто dB/dt=0, но и само B=0.

Поясните, пожалуйста, каким образом и какая форма запрещает возникновение электрического вектора в области, где не просто dB/dt=0, но и само B=0?

[Lons]

Поясните, пожалуйста, каким образом и какая форма запрещает возникновение электрического вектора в области, где не просто dB/dt=0, но и само B=0?

Локальное отсутствие самой возможности срабатывания закона индукции Фарадея. Откуда в точке вне ярма браться ненулевой величине rotE=dB/dt ?? Это и есть вопрос вопросов.

[aid]

Локальное отсутствие самой возможности срабатывания закона индукции Фарадея. Откуда в точке вне ярма браться ненулевой величине rotE=dB/dt ?? Это и есть вопрос вопросов.

Елки-палки! Да равна нулю rotE=-dB/dt вне ярма! (вернее пренебрежимо мала) И что с того!
rotH=j тоже равен нулю вне проводника с током, а Н не равна нулю.