Магнит не может совершать работу. Да, именно так. И это не преувеличение. Просто если рассматривать процессы, которые мы сопоставляем с магнитным притяжением, там не будет того, что относится с описанием работы в физике. Полагаю, что вы уже удивлены?
Магниты притягивают металлические предметы, могут удерживать груз или вызывать движение. На первый взгляд может показаться, что здесь есть постоянный и бесплатный источник энергии. Однако физика говорит об обратном.
Магнит способен совершить работу - например, притянуть кусок железа. Но этот эффект реализуется только один раз для конкретной конфигурации.
После того как предмет приблизился к магниту и контакт установлен, дальнейшей работы уже нет: магнитное поле теперь статично относительно объекта.
Чтобы снова «повторить» этот процесс, необходимо вернуть систему в исходное состояние. Это значит отодвинуть предмет от магнита. И вот тут возникает ключевой момент: для этого потребуется внешняя энергия, причём её величина будет равна или даже больше энергии, которую магнит отдал на первом этапе.
В итоге суммарный энергетический баланс всегда равен нулю или отрицателен.
Формулируя это проще и больше походим на учебник: работа, которую выполняет магнит, всегда компенсируется работой, затраченной на восстановление условий, при которых эта работа стала бы снова возможна. Поэтому в терминах физики говорят: магнит не совершает полезной работы в смысле непрерывного источника энергии.
Именно этот факт делает невозможным создание «вечного двигателя» на постоянных магнитах. Любая попытка построить конструкцию, где магниты «сами» двигают детали бесконечно долго, упирается в то, что на преодоление магнитных сил при возврате системы в начальное положение уходит ровно столько энергии, сколько они когда-то отдали.
Можно возразить: «А как же генератор, где проводник перемещается в магнитном поле и вырабатывает электричество?» Здесь действительно возникает напряжение за счёт закона электромагнитной индукции Фарадея. Но для того чтобы проводник многократно проходил через поле магнита, требуется механическая энергия. Например, вращение ротора. Без внешнего источника движения генератор перестанет вырабатывать электричество.
Даже если вы начнёте просто трясти магнит рядом с катушкой, энергия электрического импульса, появляющегося в проводнике, будет полностью происходить от вашей мускульной работы, а не «из ничего».
Ещё одна идея, которую иногда выдвигают, - это использовать энергию, запасённую в магнитном упорядочении атомов магнита, и постепенно «размагничивать» его для получения работы. Проблема в том, что энергия намагничивания в современных постоянных магнитах относительно мала, и процесс её извлечения необратим. После размагничивания для восстановления магнита потребуется затратить энергию, как правило, значительно большую, чем та, что была извлечена.
Магнит - это не источник энергии, а лишь средство её преобразования в рамках конкретной задачи. Он может участвовать в генераторах, двигателях, тормозных системах, но всегда в паре с внешним источником энергии. Любое движение, электричество или тепло, полученное с помощью магнита, в конечном счёте оплачивается этой внешней энергией.
Именно поэтому в современной физике магниты рассматривают не как «аккумуляторы энергии», а как инструменты для управления потоками энергии.
Не забывайте ставить лайки 👍 и подписываться на канал ✔️, если материал понравился! Так вы увидите больше интересных статей, а моему каналу это поможет развиваться.