Faradayův paradox

Faradayův paradox se jeví z pohledu moderní elektrodynamiky jako zcela vyřešený fenomén.^[1]

Již samotný Michael Faraday na tento problém narazil a nikdy nebyl spokojen s jeho vysvětlením, i když jako první slovně formuloval Faradayův zákon. Později tento zákon matematicky popsal James Clerk Maxwell. Jeho laboratorní podmínky umožnily provést jednoduché experimenty s vodivým diskem, kartáči a magnetem, které jsou schematicky naznačeny ve zjednodušené verzi Faraday generátoru na obrázku 1.

Jsou zde tři varianty vzájemné interakce disku a magnetu:

1. disk s kartáči jsou stacionární a magnet se otáčí - neindukuje se žádné napětí
2. disk se otáčí vůči stacionárním kartáčům a magnet je stacionární - indukuje se napětí
3. disk se otáčí vůči stacionárním kartáčům a magnet se otáčí s diskem - indukuje se napětí

Vysvětlující teorie se dají rozdělit na dvě linie:

1. ta, která zachovává Faradayův zákon v neměnné podobě. Tato linie je reprezentována moderní teoretickou elektrodynamikou, která se považuje za nejlépe prověřenou disciplínu. Opírá se o relativistické vysvětlení, ve kterém se upřednostňuje inerciální soustava rámu před inerciální soustavou magnetu. Toto vysvětlení vychází z předpokladu zachování kontinuity magnetického pole pro vnitřní i vnější magnetický tok. Hlavním kritériem je pohyb indukčních čar vůči vnějšímu nebo vnitřnímu obvodu, který vodič s generátorem uzavírá. Z tohoto pohledu se o žádný paradox nejedná, protože např. dle třetí varianty jsou indukční čáry magnetu vůči disku v klidu a vůči rámu s kartáči a vodičem obvodu jsou v pohybu. V případě první varianty jsou indukční čáry magnetu v pohybu vůči vnějšímu i vnitřnímu vodivému okruhu - dochází tak k rovnováze EMF na vnitřní i vnější části generátoru a výsledné indukované napětí je nulové.
2. ty, které Faradayův zákon zpochybňují. Těchto teorií je minimum a vznikaly převážně za dob života Faradaye. Do prosazení Maxwellových rovnic (zveřejněné roku 1865) převládal názor, že indukované napětí je způsobeno jiskřením kartáčů, které vzniká na třecích plochách disku.

Reference

Související články

• Elektřina
• Magnetismus
• Elektromagnetismus
• Maxwellovy rovnice