Linearni generator.  Napravo oblikujejo prevodni vodili in prečna prevodna palica (»sani«) ter pravokotno na njih usmerjeno homogeno magnetno polje gostote B (slika 1).


Slika 1.
Rahel pomik prostih elektronov k dnu izzove magnetna sila v palici; influirani naboji povzročajo statično električno polje.

Gibljivi del naprave so sani; te vleče zunanja sila Fz v desno, da imajo hitrost v.[1] Vprašanje je: kaj se bo v napravi zgodilo? Hkrati z gibanjem palice se gibajo seveda tudi naboji v njej; na njih deluje magnetna sila (±)ev ´ B. Sila na protone je usmerjena navzgor, na elektrone pa navzdol. Protonom in vezanim elektronom se nič ne pripeti, saj so v strukturo atoma trdno vpeti, zganejo pa se prosti elektroni, ki se rahlo pomaknejo k dnu sani.[2] Na spodnjem delu se pojavi presežek negativnega, na zgornjem delu pa enak presežek pozitivnega naboja; prevodni palici se »zgodi« električna influenca; izgleda tako, kot »da bi bila palica položena v električno polje jakosti v ´ B«. Zaradi stika med palico in vodili se presežka nabojev pojavita tudi na vodilih.

 

Nastopi dilema! Zunanji opazovalec, ki gleda na gibanje palice od strani, trdi, da se je premik nabojev v palici zgodil zaradi magnetne sile -ev ´ B, notranji opazovalec, ki se gibje skupaj s palico in za katerega naboji v palici mirujejo, da nanje magnetno polje ne more delovati, pa trdi, da se je premik nabojev v saneh zgodil zaradi električne sile oziroma inducirane električne sile -eEind., v kateri pomeni Eind. vektor inducirane električne poljske jakosti. Glede na to, da ima vsak opazovalec pravico do svoje razlage dogodka, je dovoljeno sili v palici, ki ju opazovalca »zagovarjata«, zapisati na en ali drug način, in sicer: -ev ´ B = -eEind.. Iz enačbe sledi:

Ako bi palici hitrost podvojili, bi se dodatno influirali prejšnjim enaki naboji. Če bi se palica gibala v nasprotno smer, bi se izvršila tej obratna influenca, da bi zgornje vodilo imelo negativen, spodnje pa pozitiven presežek nabojev. Če bi palico med gibanjem dvignili, da bi izgubila stik z vodili, bi ostali vodili še naprej naelektreni; vodili bi predstavljali naelektren dvovod (kondenzator) z lastnim električnim poljem in energijo. Iz povedanega izhaja, da inducirana sila vrši v palici nekaj podobnega kot neelektrična sila v galvanskem členu, ki s kemičnim procesom razslojuje naboje oziroma generira električno napetost; zaradi tega rečemo, da ima inducirana sila generatorski značaj.

 

V palici inducirano električno polje pa le ni edino polje v prostoru! Tu je tudi Coulombova ali statična električna poljska jakost Estat. influiranih nabojev, ki se pridružuje inducirani električni poljski jakosti in z njo oblikuje rezultančno električno poljsko jakost E, da je E = Eind. + Estat.; pri tem so influirani naboji na površinah prevodnih vodil in sani razporejeni tako, da je v njih E = 0 (da ni več nikakršnega vzroka za premik prostih elektronov), izven njih pa je E v splošnem različna od nič. Od tu črpamo naslednje zaključke:[3]

 

Inducirane napetosti.  Od inducirane poljske jakosti do inducirane napetosti ni več daleč! Priključimo med vodili kondenzator kapacitivnosti C, palico pa naj zunanja sila vleče enakomerno v desno (slika 2).


Slika 2.
Pot po vodilu, prek kondenzatorja, po vodilu in palici oblikuje sklenjeno pot.

Kaj znamo povedati? Proces influence se bo od vodil »razširil« do plošč; plošči se bosta naelektrili z nabojema ±Q, kondenzator bo sprejel energijo Q2 / 2C in pridobil električno napetost Q / C.[4] Ni pa to edina napetost, ki se je v sistemu pojavila; napetosti  je v resnici več in vse so »nekako« inducirane, »porojene« z gibanjem.

 

Točke A, B, C in D označujejo značilna mesta linearnega generatorja. Iskane napetosti med njimi dobimo, če se opremo na ugotovitve o vektorjih statične in inducirane električne poljske jakosti v napravi. V kondenzatorju in vodilih je Eind. = 0, iz česar sledi: uAB, ind. = uBC, ind. = uDA, ind. = 0.[5] V kondenzatorju je Estat. usmerjen k spodnji plošči, zato je med ploščama napetost uAB, stat. ¹ 0, v vodilih pa je Estat. = 0, kar dá še: uBC, stat. = uDA, stat. = 0. V palici je Eind. = v ´ B usmerjen navzgor; zaradi pravokotnosti (v ^ B) je |v ´ B| = vB. Vektor l sani je sosmeren z v ´ B; zato je uCD, ind. = vBl. Poljska jakost Estat. = -v ´ B je tam nasprotne smeri, zato je uCD, stat. = -vBl.


 

[1] Zunanja sila premaguje v tem primeru v glavnem le trenje med sanmi in vodili.

[2] Premik prostih elektronov se zgodi v resnici v hipu; podobno kot pri električni influenci.

[3] Utemeljitev električne influence je enaka tisti iz 13. razdeleka. Vzrok influence je bilo takrat zunanje električno polje, v katerem se je znašel prevodnik, tokrat pa je inducirana poljska jakost v palici tista, ki izzove premik elektronov v prevodnikih tako, da je rezultančno električno polje (tako takrat kot tudi sedaj) v njih nično.

[4] Ako je energijo sprejel, jo je moral od nekje tudi dobiti. Od kje? Ta odgovor prihranimo za kasneje, domnevamo pa lahko, da je zunanja sila edina, ki pri linearnem generatorju kaj dela.

[5] V poglavju o električnem polju smo ugotovili: če je električna poljska jakost v določenem prostoru nična, je nična tudi napetost med poljubnima dvema točkama tega prostora.