The ideal magnetohydrodynamic equations are used to investigate the equilibrium configurations of a plasma when it is subjected to an external rotating magnetic field. It is shown that the rigid rotor model for the steady toroidal current is an exact solution of the equations provided that there are no oscillating secondary currents within the plasma and that there is no toroidal component of the steady magnetic field. Experimental observations of rotamak plasmas indicate that these conditions are often not satisfied. The rigid rotor model may therefore not be applicable to these plasmas. A perturbation method is used to generalise the theory to include the effects of small oscillating secondary currents and small toroidal magnetic fields.
理想磁気流体力学方程式を用いて、外部から回転磁場を印加されたプラズマの平衡配位を調べる。定常トロイダル電流に対する剛体回転子モデルは、プラズマ内に振動する二次電流が存在せず、かつ定常磁場のトロイダル成分が存在しないという条件の下では、方程式の厳密解であることが示される。ロータマックプラズマの実験的観測結果は、これらの条件がしばしば満たされないことを示している。したがって、剛体回転子モデルはこれらのプラズマには適用できない可能性がある。摂動法を用いて、小さな振動二次電流と小さなトロイダル磁場の影響を含むように理論を一般化する。