Перелопатив всю тему, которая, если бы не Сашун, могла уместиться в 10 страниц, я лично делаю вывод, что наиболее эффективной конструкция безжелезного генератора должна быть такая: магниты без зазора, форма магнитов, соответственно, секторная, обмотка - меандр, система трехфазная. Эффективность - наибольшая мощность при наименьших габаритах, весе, стоимости.

Меня всегда удивляло безапелляционное мнение обывателей в вопросах, в которых они не разбираются или разбираются очень слабо.
Любой школьник знает, что, например, нужно совершить работу, чтобы поднять утюг и поставить утюг на шкаф. При этом изменится потенциальная энергия утюга на величину совершенной школьником работы.
=========

Теперь этот школьник слушает урок физики. Ему рассказывают за силу Лоренца, которая НЕ СОВЕРШАЕТ РАБОТЫ.
Ранее этот школьник изучал ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ и, вроде бы, усвоил, что для изменения состояния системы нужно совершить работу.
Вот он условно "невесомый" проводник. Его двигают в магнитном поле. Концы проводника РАЗОМКНУТЫ. Требуется разве совершать какую-то работу, если нету внешней цепи и, ясное дело, электрического тока в ней? Конечно же, не требуется! Может при этом измениться электрический потенциал проводника? Тоже понятно, что не может! Так он и не изменяется!

А может возникнуть на концах проводника в ГЕНЕРАТОРЕ разность потенциалов? Тоже, совершенно понятно, что таковая возникнуть НЕ МОЖЕТ! Сила Лоренца действует ТОЛЬКО на направленно движущиеся заряды, которых в проводнике просто нету - проводник находится в неподвижном статоре!

Откуда же берется ток в генераторе при замыкании обмотки фазы на нагрузку? Элементарно просто!
В обмотке фазы с сопротивлением R по закону Фарадея под действием изменяющегося магнитного поля в контуре обмотки (магнит движется относительно обмотки) возникает электрический ток силой I=dФ/dt/R. Электрический ток = движение зарядов (электронов в проводнике). Если сопротивление обмотки R бесконечно велико (концы разомкнуты) - никакого тока нету.
Вот только теперь, если подключить нагрузку - замкнуть электрическую цепь - должна возникнуть сила Лоренца, действующая на движущиеся в магнитном поле заряды - электроны в проводнике!
Однако, как известно из ЯВЛЕНИЯ САМОИНДУКЦИИ (тоже изучают в школе), при протекании по контуру обмотки фазы тока, эта обмотка сама создает "свое" магнитное поле, которое, по правилу Ленца, компенсирует то магнитное поле, которое вызвало ток в обмотке. Т.е. суммарное магнитное поле в проводнике равно нулю и причины для возникновения силы Лоренца просто нету!

Ребята! Оставьте "мнимую" (стороннюю) силу Лоренца в покое. Она к индуцированию электричества в генераторе никакого отношения не имеет!
=================================

Откуда же берется ложное представление? А вот, смотрите сюда:

Проводник двигают по рельсам в однородном магнитном поле B со скоростью v.
За время dt площадь контура "рельсы-нагрузка-проводник" изменится на dS=v*dt*L. Т.е. изменение магнитного потока (произведение индукции на площадь) составит dФ=B*v*dt*L.
При этом скорость изменения магнитного потока составляет

dФ/dt = B*v*dt*L / dt=B*v*L

.

Это выражение численно совпадает с выражением для "мнимой разности потенциалов на концах проводника" под действием силы Лоренца (F=q*v*B) и у обывателя создает впечатление, что на концах проводника длиной L образовалось электрическое поле с напряженностью E=v*B. Мнимой разности потенциалов потому, что, напомню, сила Лоренца работы не совершает, а для перемещения зарядов в проводнике (для создания разности потенциалов), очевидно, требуется совершить работу.

Вот это (совпадение математических выражений) и есть причина распространенного заблуждения...

Цитата:

Сообщение от Левасиб

я лично делаю вывод, что наиболее эффективной конструкция безжелезного генератора должна быть такая: магниты без зазора, форма магнитов, соответственно, секторная, обмотка - меандр, система трехфазная. Эффективность - наибольшая мощность при наименьших габаритах, весе, стоимости.

Абсолютно верно! Но, есть нюанс. Можно сделать 3-фазный генератор без вложенных катушек фаз и без секторных магнитов. Он будет чуток менее эффективным по массогабаритным характеристикам и более быстроходным (нужно быстрее вертеть для той же мощности), но, зато, существенно проще в изготовлении и гораздо дешевле.

Цитата:

Сообщение от Сашун

Меня всегда удивляло безапелляционное мнение обывателей в вопросах, в которых они не разбираются или разбираются очень слабо.

Для таких людей повторю: "Наличие электрического поля приводит к появлению постоянной разности потенциалов, что используется для генерирования постоянного тока в униполярных машинах". Если до Вас это не доходит, то "медицина здесь бессильна"

Но, по большому счету, для нас главное знать, как рассчитать характеристики генератора: мощность, напряжение под нагрузкой и т.д.. Если кто-то не доверяет формуле Е=BLV, то магнит им в руки - и "опыт, сын ошибок трудных". К стати, эта формула - для рассчета амплитуды ЭДС, а измеренное значение будет в корень из двух раз меньше, а может быть и не вкорень из двух - в зависимости от формы тока. Многие (как сказал бы Сашун - 99%) про это забывают.

Сообщение от Сашун

Цитата:

Однако, на Законе Фарадея электромагнитодинамика не кончается. Есть еще сила Лоренца. При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника - ЭДС индукции. Формулка приведена в теме выше.

Оно сложно понять школьнику-прогульщику, что железный и безжелезный генератор с точки зрения классической электромагнитодинимики вырабатывают электричество "на разных принципах". Эти разные принципы - они только для облегчения понимания, а на самом деле это просто частные решения уравнений Максвелла для определенных частных случаев-условий:
- закон Фарадея для переменного магнитного потока и замкнутого контура, а
- уравнение Лоренца (сила Лоренца) для движения проводника в магнитном поле

Цитата:

Сообщение от Левасиб

Отрекаетесь?

Ничуть! Мной изложена научная истина.
Когда движется в магнитном поле проводник (вертится якорь с обмотками в электродвигателе) - пользуемся представлением по Лоренцу.
Когда в контуре образованном неподвижными проводниками изменяется магнитный поток (неподвижный статор генератора) - пользуемся законом Фарадея.
Результат, повторюсь, одинаковый. Вычисленная "по Лоренцу" ЭДС и "по Фарадею" сила тока с учетом сопротивления контура дают одинаковый результат - оба способа = следствие из одного уравнения Максвелла.

Это, на первый взгляд, выглядит как дискуссия "что было раньше - яйцо или курица?".
Если с точки зрения повара - так у него в холодильнике и то и другой - ему безразлично.
А, если проектировать птицефабрику по производству яиц и мяса кур, так это, оказывается, имеет существенное значение - куры = источники яиц, а яйца - источники новых кур.

Вы заметили, что, если считать в генераторе "ЭДС по Лоренцу", то, хоть гопки прыгай, можно определить только максимальное (амплитудное) значение ЭДС, которое, почему-то, ничего не зная о форме тока, считают напряжением холостого хода генератора и потом удивляются, почему оно такое низкое?

Цитата:

Сообщение от Левасиб

Если кто-то не доверяет формуле Е=BLV, то магнит им в руки - и "опыт, сын ошибок трудных". К стати, эта формула - для рассчета амплитуды ЭДС, а измеренное значение будет в корень из двух раз меньше, а может быть и не вкорень из двух - в зависимости от формы тока. Многие (как сказал бы Сашун - 99%) про это забывают.

Как видите, я не забываю . Скажу больше, даже знаю, как приблизительно вычислить то, что нужно, а не то, что можно.

Цитата:

Сообщение от Сашун

у обывателя создается впечатление, что на концах проводника длиной L образовалось электрическое поле

Сашун, учите теорию относительности. За что Вы так Лоренца невзлюбили? А ведь он лауреат Нобелевской премии ))) Давайте не будем больше обсуждать природу электромагнитных явлений, потому что на главный вопрос - почему природа устроена именно так, мы не узнаем никогда. Для нас главное знать - на сколько отклонится стрелка в приборе при измерении характеристик будущего генератора, и это предыдущие поколения ученых нам обеспечили.

Сашун, выражение "под действием силы Лоренца" вы понимаете буквально. А продвинутые ловцы электричества должны это понимать как "под действием эффекта Лоренца" появляется разность потенциалов...))) Ну, это мое личное мнение)))

Цитата:

Сообщение от Левасиб

Сашун, выражение "под действием силы Лоренца" вы понимаете буквально. А продвинутые ловцы электричества должны это понимать как "под действием эффекта Лоренца" появляется разность потенциалов...))) Ну, это мое личное мнение)))

Для создания разности потенциалов нужно совершить работу по перемещению зарядов в проводнике (чтобы создать в проводнике электрическое поле с разностью потенциалов "E"). Сила Лоренца работу не совершает, значит переместить электроны внутри проводника (на 1 его конец) не может.
Работу при индуцировании в контуре электрического тока совершает магнитное поле принудительно перемещаемого магнита (постоянного "железного/неодимового" или электромагнита). Именно поэтому, чтобы вертеть ротор генератора к нему нужно приложить усилие. Это усилие перемещает магнит относительно контура обмотки фазы, в этом контуре изменяется магнитный поток и, по закону Фарадея течет электрический ток (электрические заряды = электроны) движутся по этому контуру.
Но, если Вам хочется использовать понятие ЭДС, так Вам в помощь 3-е уравнение Максвелла (в интегральной форме), по которому "Изменение потока магнитной индукции, проходящего через незамкнутую поверхность s, взятое с обратным знаком, пропорционально циркуляции электрического поля на замкнутом контуре L, который является границей поверхности s ."

Практическое доказательство элементарно.
При изменении магнитного потока в контуре замкнутого проводящего витка он нагревается электрическим током, а, если виток разомкнуть - не нагревается (электрический ток отсутствует). Поэтому, в частности, магнитопроводы электрических машин и трансформаторов делают шихтоваными (набирают из изолированых, чаще - лакированых - пластин) - чтоб не грелись круговыми токами от изменяющегося в них магнитного потока.