Обобщённый закон Ома - линейная зависимость для плазмы между плотностью тока j и напряжённостью эфф. электрич. поля
Еэфф, включающего объёмные силы неэлектрич. происхождения
(т. н. сторонние силы), вызывающие ток. О. о. з. записывается в дифференц. форме.
Для полностью ионизованной двухкомпонентной
плазмы, находящейся в магн. поле Н, О. о. з. в стационарном случае
имеет вид
где
- соответственно продольная и поперечная проводимости плазмы, те - масса электрона, vei - частота его соударений с
коном, Е' = Е - [иН]/с - электрич. иоле в собств.
системе плазмы, движущейся со скоростью и
с, pi - ионное давление, п - концентрация плазмы,
R
- термосила, обусловленная градиентом температуры плазмы Т:
О. о. з. в форме (1) выполняется при условии,
что пространственные масштабы неоднородностей тока существенно превосходят
дебаевский и ларморовский радиусы частиц плазмы.
В часто встречающейся ситуации, когда
градиенты давления и температуры плазмы имеют одинаковое направление, перпендикулярное
магн. полю Н, электрич. поле Е' естеств. образом разделяется
на три компоненты
и
При этом
из (1) выделяются "продольный" и "поперечный" законы Ома:
а градиент ионного давления уравновешивается
холловским полем
(см. Холла эффект).
Для нестационарных процессов, характерные
времена к-рых значительно больше обратных величин ионной циклотронной и
ленгмюровской частот, соотношение (1) обобщается добавлением в левую часть
слагаемого (me/e2n)dj/dt.
В слабоионизованной плазме дополнит.
вклад в плотность тока даёт сила трения между заряж. компонентами и нейтральной
составляющей. В ионосферной плазме при расчёте НЧ-процессов учитывают также
вклад силы тяжести. Для трёхкомпонентной ионосферной плазмы (электроны,
один сорт ионов и один сорт нейтралов), пренебрегая различием между продольной
и поперечной проводимостями и термосилой, О. о. з. обычно записывают в
виде
где g - ускорение силы тяжести,
ип - скорость движения нейтральной составляющей,
ven,
vin - частоты соударений с нейтралами соответственно электронов
и ионов, ve = ven + vei + mevin/mi - полная частота соударений электрона, определяющая время передачи
их импульса тяжёлым частицам
=
l/ve.
Соотношения (1) и (2) справедливы при
малых плотностях тока, когда плазму можно считать линейной проводящей средой.
При больших плотностях тока развиваются нелинейные режимы и необходимо
учитывать индуцированные в плазме нелинейные токи. Напр., для слабонелиейных
дрейфовых волн в бесстолкновительной плазме нелинейное обобщение соотношения
(1) имеет вид
где h - единичный вектор, направленный вдоль магн. поля Н.
Н. С. Ерохин
|
|
 |
