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磁扩散效应

磁流体力学名词

磁扩散效应（Magnetic diffusion effect）是由于电阻引起的感应电流的衰减，磁场从强度大的区域向强度小的区域发生扩散的效应，本质是电磁感应。

定义
磁扩散效应是由于电阻引起的感应电流的衰减，磁场从强度大的区域向强度小的区域发生扩散的效应，本质是电磁感应。在磁流体力学的磁感应方程中：
如果磁雷诺数 ，则磁感应方程退化为扩散方程的形式:
磁场渗透所需要的特征时间为：
称为趋肤时间。该式表明，流体的电导率越大，磁场扩散得越慢。对于理想导体， ，没有磁扩散效应。
扩展
磁感应方程
磁感应方程是描述磁场与导电的流体发生相互作用时，磁场随时间变化的方程，是磁流体动力学中的一个重要方程。在磁流体动力学中，等离子体可以看作是良导体，由于存在洛伦兹力，欧姆定律的数学形式为：、
代入麦克斯韦方程组 ，可以得到磁感应方程：
其中， 与流体力学中的粘滞系数具有相同的量纲，叫做磁粘滞系数或者磁扩散系数。
磁雷诺数
在磁流体力学中，磁雷诺数定义为：
其中， 和 分别是系统的特征尺度和特征速度， 是磁扩散率。
如果磁雷诺数远远小于1，则磁流体力学中的磁感应方程 退化为扩散方程：
此时等离子体会表现出磁扩散效应。
如果磁雷诺数远远大于1，则磁流体力学中的磁感应方程退化为冻结方程：
此时等离子体会表现出磁冻结效应。
磁冻结效应
磁冻结效应是磁场的变化如同磁感线粘附在流体质元上，随流体一起运动，如同磁感线被“冻结”在了导电流体中一样。在磁流体力学的磁感应方程中：
如果磁雷诺数 ，或者流体的电导率 ，则磁感应方程退化为冻结方程：
磁冻结效应同时也意味着在理想导电流体中，在某一初始时刻位于磁感线上的流体质元，此后也一直位于这条磁感线上。对于宇宙中的天体，往往具有很大的尺度，容易满足磁雷诺数远远大于1的条件，因此经常表现出磁冻结效应。
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