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發電機理論

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導電流體在科里奧利效應下的流動形成多個卷狀物,所產生的磁場如圖所示[1]

發電機理論發電機原理(英語:Dynamo theory)是一個關於天體磁場的假說,在1940年後期物理學家W.M.Elsasser提出。他表示要誘發磁力線的產生,需要三個條件:

  1. 大量可導電的金屬液體,如熔融的鐵液
  2. 地球的自轉
  3. 熱與化學成份的對流作用

[2]

地球磁場是由於地球外核中熔融的對流以及整個行星自轉的科里奧利力作用造成的。由於地球內部的熱能由核衰變造成,越往地球內部溫度愈熱,外部較涼,因此基本上地球內部會有熱對流產生,也就有物質的傳遞,但鐵鎳合金的成份會隨着溫度的改變而改變,因此它的化學成份也有變化,也會造成對流的現象。金屬液體對流加上地球自轉所產生的科氏力也會形成捲狀的電流。[2] 當導電流體流經已形成的磁場時,會產生電磁感應及其磁場。感應磁場對原磁場有補償作用,如此一來可維持自身電力的發電機就形成了。類似的磁場在太陽(含有等離子體)、金星等天體上也存在。發電機被認為是地球磁場以及水星木星行星磁場的來源。

近2000年時法國國家科學中心利用一個大型圓筒狀儀器,內裝有150公升的液態鈉,圓桶兩端轉不同方向模擬地核旋轉,直到2006年在高溫、高速旋轉中第一次看到誘發出的磁場,並且有趣的是,每隔一段時間,誘發的磁場磁極方向會改變。在1995年地球物理學家Gary A. GlatzmaierPaul H. Roberts便提出了理論模型(Glatzmaier―Roberts model),並利用電腦模擬重建地球磁場的強度、磁極特性及自發性反轉。這些實驗與電腦模擬的結果,基本上跟我們在地球對地磁的一些觀察是有關連的。[2]


參見

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參考資料

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  1. ^ How does the Earth's core generate a magnetic field?. USGS FAQs. United States Geological Survey. [2013-10-21]. (原始內容存檔於2015-01-18). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 龔慧貞. 行星磁場的形成. 臺灣網絡科教館. [2024-04-21]. (原始內容存檔於2024-04-21).