Напомним вкратце назначение и принцип действия магнитогидродинамического или МГД-генератора. Это энергетическая установка, в которой тепловая энергия рабочего тела (электролита, жидкого металла или плазмы) преобразуется непосредственно в электрическую.
Для создания магнитного поля в модели используются десять школьных подковообразных магнитов, сложенных одноименными полюсами вплотную друг к другу. В средней части магниты скреплены двумя алюминиевыми пластинками. Пластинки соединены в трех местах (по краям и посередине) болтами и гайками. Ширина пластин 5 см, толщина 1—2 мм. Концы пластин загнуты под прямым углом — так будет удобнее закрепить их в лапках школьных лабораторных штативов.
В качестве электродов используются две медные пластины длиной примерно 30 см, шириной 2 см и толщиной 2 мм. Верхние концы этих пластин также загнуты под прямым углом и закреплены в лапках штативов. К клеммам, установленным на электродах, подсоединен школьный демонстрационный гальванометр.
Источником плазмы служит обычная газовая горелка или бензиновая горелка Бартеля, дающая вертикальное пламя.
При подготовке к демонстрации установите электроды в промежутке между полюсами магнитов на расстоянии 1—2 мм друг от друга — так, чтобы силовые линии магнитного поля были параллельны плоскостям электродов. Горелку разогрейте до получения высокотемпературного пламени и подставьте под воздушный промежуток между электродами. Стрелка прибора начнет медленно отклоняться от нулевого положения, регистрируя силу тока приблизительно 0,15 мА. Эффект будет тем сильнее, чем сильнее магнитное поле.
Как объяснить в этом случае возникновение ЭДС? Дело в том,что пламя горелки представляет собой низкотемпературную плазму, состоящую из положительных и отрицательных ионов воздуха и продуктов сгорания газа (или бензина). Ионы двигаются вертикально вверх, перпендикулярно силовым линиям. В магнитном поле на каждый ион действует сила Лоренца, отклоняющая ион к электроду. Направление действия силы можно определить по правилу левой руки. В результате положительные ионы оседают на одном электроде (он становится катодом), а отрицательные на другом (аноде). Поскольку электроды приобретают разноименный заряд, между ними возникает ЭДС.
Можно варьировать не только величину магнитного поля. Введение в плазму различных солевых или щелочных добавок также способно значительно увеличить ЭДС. А может быть, ребята, у вас возникнут свои собственные оригинальные идеи в связи с этой моделью.
Читайте также: Модель МГД-генератора