Пинч-эффект

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Пинч (англ. pinch — сужение, сжатие) — эффект сжатия токового канала под действием магнитного поля, индуцированного самим током. Сильный ток, протекающий в плазме, твёрдом или жидком металле создаёт магнитное поле. Оно действует на заряженные частицы (электроны и/или ионы), что может сильно изменить распределение тока. При больших токах сила Ампера проводит к деформации проводящего канала, вплоть до разрушения. В природе наблюдается в молниях[1] .

История[править | править вики-текст]

Впервые в эксперименте эффект наблюдал датский физик Мартин ван-Марум в 1790 году, разряжая лейденские банки через металлический провод[2]. Объяснения этот эксперимент не получил до 1905 года[3]. Явление описано У.X.Беннеттом (Willard Harrison Bennett) в 1934 применительно к потокам быстрых заряженных частиц в газоразрядной плазме.

Реализация[править | править вики-текст]

При рассмотрении одномерного тока \vec{J} направленного вдоль оси цилиндра (z-пинч), магнитное поле имеет только угловую компоненту \vec{B} = B_{\theta}(r)\hat{\theta}, что позволяет удерживать траектории заряженых частиц вблизи оси цилиндра. По закону Ампера:

\nabla \times \vec{B} = \mu_0 \vec{J}

в цилиндрических координатах

\mu_{0} \vec{J} = \frac{1}{r}\frac{d}{dr}(r B_{\theta}) \hat{z}

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Rai, J.; Singh, A. K.; Saha, S. K, «Magnetic field within the return stroke channel of lightning» (1973) Indian Journal of Radio and Space Physics, vol. 2, Dec. 1973, p. 240—242.
  2. van Marum M 1790 Proc. 4th Int. Conf. on Dense Z-Pinches (Vancouver 1997) (Am. Inst. Phys. Woodbury, New York, 1997) Frontispiece and p ii
  3. Pollock J A and Barraclough S, 1905 Proc. R. Soc. New South Wales 39 131

Литература[править | править вики-текст]

Арцимович Л. А. 7.4 Пинч-эффект // Элементарная физика плазмы. — 3-е изд. — М.: Атомиздат, 1969. — С. 151-158. — 189 с.