МГД-генерация известна достаточно давно (с 1832 г., начиная с опытов Фарадея), но только в XX в. была освоена в технике и энергетике. Впоследствии Брагинским C.И., Бушуевым В.В., Копыловым И.П. и др. были развиты идеи гелиои геоэнергетики, нашедшие отражение в [1–4], а также электромеханических преобразований с использованием МГДгенерации. МГД-генерация благодаря отсутствию промежуточного цикла преобразования тепла в механическую энергию и отсутствия подвижных узлов обеспечивают повышеный КПД и не ограничены по мощности. Развитие МГД-установок приобретает новый импульс благодаря взаимодействию с атомной энергетикой, а также достижениями в области сверхпроводимости и создания сверхмощных магнитных систем и сверхмощных магнитных полей (МП).
Целью статьи является систематизация основных соотношений для электромеханических взаимодействий, представление указанных взаимодействий в природе и земной энергетике с учетом МГД-генерации.
1. Основными энергетическими соотношениями являются ранее разработанными Т. Юнгом в 1807 г. понятие энергии, которое происходит от термина «работа» (греч. – эргон).
Для равномерного прямолинейного движения энергия Е определяется выражением
где Р – сила;
l – длина пути.
Впоследствии в рассмотрение был введен термин «импульс» р* :
или
где Р – сила;
ω – скорость;
τ – время.
Для описания электромагнитной энергии Р* был предложен вектор УмоваПойтинга в виде:
где Е, Н – соответственно напряженности электрического (ЭП) и магнитного поля (МП).
Плотность электромагнитной энергии W описывается выражением:
где ε, µ – соответственно электрическая и магнитная проницаемости среды, а скорость переноса энергии ωэ:
где с – скорость света.
В дальнейшем А. Эйнштейном было введено понятие энергии в виде:
где Е – энергия любого вида;
m – полная масса;
m0 – масса покоя.
Планком была предложена формула кванта энергии ЭМИ-излучения частицы (фотона) в виде: