Нестационарные эффекты при протекании сильного постоянного тока через компенсированный металл

Abstract

Теоретически установлена возможность существования нестационарного электромагнитного процесса в пластине компенсированного металла, по которой протекает сильный постоянный ток. Нестационарные эффекты возникают за счет нелинейности, вызванной воздействием знакопеременного по толщине пластины магнитного поля тока на динамику носителей заряда. Такое воздействие подавляет проводимость во всем образце за исключением узкой области вблизи плоскости перемены знака магнитного поля. Обнаружено, что сформировавшийся в этой области токовый шнур может совершать квазистатическое движение в направлении перпендикулярном току. В результате на фоне приложенного постоянного электрического поля появляется переменная составляющая и, как следствие, переменное напряжение на образце. Генерация переменного напряжения в режиме заданного тока наблюдается экспериментально.

Теоретично з’ясовано можливість існування нестаціонарного електромагнітного процесу в пластині компенсованого металу, через яку тече сильний постійний струм. Нестаціонарні ефекти виникають внаслідок нелінійності, що зумовлена впливом знакозмінного за товщиною пластини магнітного поля струму на динаміку носіїв заряду. Цей вплив придушує провідність в усьому об’ємі зразка за виключенням вузької області поблизу площини, на якій магнітне поле струму змінює знак. Встановлено, що сформований в цій області струмовий шнур може здійснювати квазістатичний рух перпендикулярно струму. Внаслідок на фоні постійного електричного поля з’являється змінна складова і таким чином змінна напруга на зразку. Генерація змінної напруги в режимі заданого струму спостерігається експериментально.

The existence of the nonstationary electromagnetic process in a plate of compensated metal through which a strong direct current is flowing is established theoretically. The nonstationary effects are due to the nonlinearity caused by the influence of the spatially sign-alternating magnetic field of the current on the charge carriers dynamics. Such influence reduces the volume conductivity while the high-current region near the zero magnetic field plane is formed. It is shown that this pinch layer propagates quasistatically in the direction transversal to the current flowing. As a result, the ac electric field (and ac voltage) appears against the dc electric field component. The ac voltage generation is observed experimentally.