Ответ – по порядку:
Наведённая ЭДС не зависит от материала обмотки. В классической формулировке закона электромагнитной индукции Фарадея:
ℰ = −dΦ/dt,
где:
– ℰ – индуцированная ЭДС,
– Φ – магнитный поток через виток.
Значения ℰ одинаковы как для медной катушки, так и для катушки из проводника с КРП, если:
– количество витков одинаково,
– форма витков и магнитное поле одинаковы,
– перемагничивание происходит с одинаковой скоростью.
Величина ЭДС индукции на витке не зависит от материала провода. Различие в отдаваемой энергии – не в самой ЭДС, а в распределении и преобразовании энергии внутри проводника.
Индуцированная ЭДС – это переменный сигнал, заставляющий ток течь через цепь. Но (и это ключ!) – разные материалы по-разному реагируют на этот ток.
В обычной медной катушке весь ток преобразуется в:
▸ полезную работу во внешней цепи,
▸ и потери (на омическое сопротивление и нагрев).
Вариант с биметаллическими КРП имеет дополнительную возможность:
– на каждом спае возникает температурный градиент при силовом токе (нагрев в пике, охлаждение в нуле),
– что создаёт локальное нарушение термодинамического равновесия внутри проводника,
– и, как следствие, появляются термоэлектрические эффекты – дополнительная микроскопическая ЭДС, аналогичная эффекту Зеебека.
В момент падения тока (окрестность «нуля») КРП-структура начинает работать как множество термопар, которые добавляют небольшую собственную ЭДС в цепь – согласованно по фазе с внешней. Это и формирует эффект «отдачи» – появление дополнительных энергетических микропульсов, которых нет в одно материальной катушке.
Это увеличивает общую отдаваемую энергию, несмотря на одинаковую ЭДС по индукции, потому что катушка с КРП получает те же 100 единиц энергии по индукции, но:
– на потери уходит меньше, т.к. частично энергия тепловых флуктуаций рекуперируется,
– а полезная отдача оказывается больше: примерно 103–107 единиц (реально 3–7% прироста – как показывают расчёты и эксперименты).
Это достигается за счёт захвата рассеянной тепловой энергии и её обратного преобразования в электричество – на каждом микроспае при переходе от нагрева к охлаждению.
Этого нет в медной катушке, потому что:
– материал однороден – нет КРП (контактной разности потенциалов),
– нет точек с низко инерционным тепловым градиентом (нет условий для возникновения термо-ЭДС),