ElmagPole - výpočet pole ve 3D

Sedlové cívky

Dále bude řešeno magnetické pole sedlových cívek MHD generátoru. Řešení např. pomocí metody konečných prvků by bylo ve 3D náročné na hustotu použité sítě a tedy výrazně náročnější na pamět.

Způsob přeměny energie pomocí MHD generátoru je nekonvenční způsob, který poskytuje širší možnosti v porovnání se současnými tepelnými elektrárnami. Základní fyzikální vlastnosti jsou shodné s principem turbogenerátoru. V turbogenerátoru se mění vnitřní energie proudícího plynu na kinetickou energii pohybujícího se tuhého tělesa - vodiče. V MHD generátoru je pohybující se nízkoteplotní plazma sama vodičem. V obou případech pohyb vodiče napříč magnetického pole vede ke vzniku elektromotorického napětí a proudu podle Faradayova indukčního zákona. Rozdíl je v přenosu proudu do vnějšího obvodu. V případě turbogenerátoru se snímá pomocí kartáčů, v případě MHD generátoru funkce kartáčů přebírají dvě elektrody. Ve spalovací komoře se termickou ionizací získá nízkoteplotní plazma, která vstupuje do MHD kanálu, kde se v kanále urychluje na potřebnou rychlost. Elektromagnetem se vytváří silné magnetické pole kolmé na směr proudění nízkoteplotní plazmy. Výhoda tohoto přístupu oproti klasickému turbogenerátoru je, že neobsahuje žádné točivé části, které by byli vystavené vysokým teplotám. Jako spalovací komory je možné použít raketové motory. Pro lineární MHD generátory jsou nejvhodnější magnetické systémy se sedlovými cívkami. Magnetický systém s tímto vinutím umožňuje realizovat magnetické pole kolmé na směr proudění plazmy v kanálu MHD generátoru.

Obrázek zobrazuje graf magnetické indukce B v rovině y = 0. Pole uvnitř cívky je homogenní. V prostoru čel vinutí vzniká také pole velikosti srovnatelné s prostorem uvnitř. Důsledkem toho jsou relativně velké Lorentzovi síly, které budou vinutí rozpínat. To může mít nepříznivý vliv na správnou funkci cívky. Pole vně cívky je slabší, ale ne zanedbatelné. Toto stacionární pole může být stíněno feromagnetickým pláštěm. Stejná situace je vidět i na obrázku. Jde o rozložení vektorů magnetické indukce v rovině y = 0.