Ефект вморожування поля в магнітній гідродинаміці

На попредній владці "Індукція" пояснено спотворення поля провідником (плазмою) у випадку, коли він рухається в неоднорідному полі - діє закон електромагнітної індукції. Тут демонструється взаємодія провідної рідини (або плазми) з однорідним магнітним полем у випадку, коли є рух одних частинок плазми відносно інших, тобто є градієнт швидкості.

1. Сила Лоренца (Червона стрілка)

Коли провідник рухається зі швидкістю v через магнітне поле B, на носії заряду діє магнітна сила:

Fₗ = q(v × B)

Ця сила розділяє заряди, створюючи електрорушійну силу (ЕРС) індукції.

2. Сила Кулона (Зелена стрілка)

Розділення зарядів створює електричне поле E.

Fₑ = qE

Разом із силою Лоренца ця сила рухає заряди, створюючи індукційні струми (жовті частинки). Саме ці струми і створюють додаткове магнітне поле, що призводить до ефекту вморожування: сумарне поле має такий розподіл, ніби "чепляється" за частинки плазми.

3. Вморожування магнітного поля

При високій провідності магнітні лінії "приклеюються" до речовини. Обертання циліндрів затягує магнітні лінії, викривляючи їх. Це явище описується рівнянням:

∂B/∂t = ∇ × (v × B) + η∇²B

Де перший доданок відповідає за перенос поля потоком речовини.


Статус
Опис
1. Швидкість конвекційних потоків
2. Сила Коріоліса (Скручування)