Land dinamó
A földi dinamó vagy geodynamo egy fizikai modell elmagyarázza a kialakulását a földi mágneses mező , a indukciós által termelt gyors mozgását a ötvözetek a vas- és olvadt nikkel a folyékony rész a mag a Föld képest, első közelítésben , egyenes mágnes vagy mágneses dipóléhoz . A belső magtól (mag) és a szigetelő palásttól eltérően a fémes természetű külső mag így vezető, a konvekciós ciklonok szerint elosztott gyenge mező kiindulópontjában .
Elmélet
Bár a jelenséget kísérletileg jól értik, az elmélet még nem írja le nagyon jól. A mágneses mező nagy eltérései és a polaritás geológiai időbeli megfordulása kísérleti modellezés tárgyát képezi, alapul véve a Föld mágneses mezőjének variációit. Ezek a mérések a különböző óceánmedencék tengeri üledékeinek mágnesezettségének megfigyeléséből származnak.
Úgy gondolják, hogy a Föld mágneses mezőjének eredete a dinamó elvén alapszik . Elektromos áram jön létre egy mágneses mezőben mozgó vezető hurokban: ez a dinamóhatás. A mechanikai energia átalakul elektromágneses energiává. Ezzel szemben egy vezető hurokban lévő áram mágneses teret hoz létre. Egy áram termel egy mezőt, a mező variációja áramot hoz létre, de kezdeti mező és áram nélkül indulhat-e és stabilizálódhat-e a dinamóhatás? (olyan áramingadozás, amely térbeli ingadozást vált ki, amely felerősíti az áramot stb.). Ez a legújabb kutatások tárgya azon a területen, ahol egy vezetőképes folyadék (folyékony nátrium) örvényáramának (az úgynevezett "" von Karman "" -nak) viselkedését vizsgáljuk.
A jelenség kísérletezése
VKS tapasztalat
A VKS kísérlet ( Kármán Nátrium, ENS-Paris, ENS-Lyon és CEA-Saclay együttműködés) volt 2006-ban végzett a CEA Cadarache , a francia . Kimutatta a mágneses tér spontán megjelenését egy turbulens vezető folyadékban. A jelenség az elismert nagyságrendben reprodukálja a földi dinamó főbb jellemzőit. A dinamóhatás megjelenésének küszöbértéke mágneses Reynolds-számnak (Rm) 30 felel meg. Az Rm-Rmkritikus átmenet szuperkritikus típusú, a kettéágazások osztályozásának értelmében.
Ezen kísérlet révén figyelték meg először a laboratóriumban is a folyékony nátrium nagyon turbulens áramlásában, amelyet a légcsavarok ellentétesen forgattak , a mágneses tér megfordulása hasonló a földi mágneses térhez. Ezeknek a kísérleteknek jobb megértést kell nyújtaniuk a kozmikus mágneses mezők dinamikájáról.
Kapcsolódó tudományos cikkek:
- a dinamóhatás megfigyelése: " Mágneses mező létrehozása dinamó hatására folyékony nátrium turbulens áramlásában ".
- a mező megfordulásának megfigyelése: " Mágneses tér megfordulása kísérleti turbulens dinamóban ".
Marylandi tapasztalat
Kolosszálisabb, 3 tonna olvadt nátrium és 1MW mechanikus energia biztosított a rendszerbe; geometria két beágyazott gömbbel (ezért közelebb a valósághoz): de a hőenergiát ki kell üríteni: nagy hűtőolajcsövek.
- Néhány további technikai szempont: a legfontosabb dolog, amit meg kell érteni, hogy összehasonlítjuk a térfogategységre jutó energiát: Em = B² / 2 és Ec = V². Ezért meg akarjuk vizsgálni az Em = Ec .f (Re, Rm) értékeket, ahol Re a Reynolds-szám és Rm a mágneses Reynolds-szám . Mivel a turbulencia nagyon nagy, Prandtl = Rm / Re-nél nagyon kicsien dolgozunk ( 10–6 nagyságrendű ), ezért nagyon távol attól, amit a digitális szimulációk meg tudnak csinálni (túl különböző időskálák): a lendület diffúziós ideje nagyon alacsony a mágneses diffúzióéhoz képest (más szóval a folyadék nagyon alacsony viszkozitású (a nyomás és a hőmérséklet sokat játszik a viszkozitáson), míg az elektromos vezetőképesség kevésbé befolyásolható).
A jelenség időbeli alakulása
Megjegyzések
- A Föld magjában a dipólus mező (a mező 90% -a) egy toroid mezőből származik , amely a Föld forgásához kapcsolódik. A multipoláris mező (a mező 10% -a) nagyrészt a mag különböző ciklonikus mozgásaiból származik. Lásd Karine Pacaud, „ A föld magjának működése ” , az emse.fr oldalon (konzultáció: 2018. június 14 ) .
- tanulmány szerint a csapat Jean-Pierre őrzött, kutató CNRS , 2005 júniusában közzétett
- A turbulens dinamók méretarányos törvényei , Stéphan Fauve, François Pétrélis, a Tudományos Akadémia jelentései, 2006. december
- Edouard Brézin, holnap, fizika , Odile Jacob ,2009, P. 115
Lásd is
Bibliográfia
- Proctor és Gilbert: dinamók, ( ISBN 0-521-46704-7 )
- Pétrélis (tézis): Peyresq előadások a nemlineáris jelenségekről, II, 2003.