Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Для объяснения возникновения индукционного тока в неподвижных
проводниках (второй опыт Фарадея) Максвелл предположил, что всякое
переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве
электрическое поле, которое и является причиной возникновения
индукционного тока в контуре (первое основное положение теории Максвелла).
Циркуляция вектора напряженности этого поля
По определению поток вектора откуда следует:
Здесь и в дальнейшем мы используем частную производной по времени, поскольку в общем случае электрическое поле может быть неоднородным, и может зависеть не только от времени, но и от координат.
Таким образом, циркуляция вектора не равна нулю, т.е. электрическое поле , возбуждаемое переменным магнитным полем, как и само магнитное поле, является вихревым.
Суммарное электрическое поле складывается из электрического поля,
создаваемого зарядами и вихревого электрического поля . Поскольку циркуляция равна нулю, то циркуляция суммарного поля:
Это — первое уравнение системы уравнений Максвелла для электромагнитного поля.
44. Ток смещения.
Максвелл предположил, что аналогично магнитному полю и всякое изменение электрического поля вызывает в окружающем пространстве вихревое магнитное поле (второе основное положение теории Максвелла).
Поскольку магнитное поле есть основной, обязательный признак всякого
тока, то Максвелл назвал переменное электрическое поле током смещения, в
отличие от тока проводимости, обусловленного движением заряженных частиц.
Надо сказать, что термин ток смещения не является удачным. Он имеет
некоторое основание в случае диэлектриков, так как в них действительно
смещаются заряды в атомах и молекулах. Однако понятие тока смещения
применяется и для полей в вакууме, где никаких зарядов, а следовательно и
никакого их смещения нет. Тем не менее этот термин сохранился в силу
исторических традиций.
Плотность тока смещения:
Следует подчеркнуть, что ток смещения определяется производной вектора , но не самим вектором . Так, например, в поле плоского конденсатора вектор всегда направлен от положительной пластины к отрицательной. Но в случае, если электрическое поле возрастает, то , а следовательно и ток смещения направлены так, как показано на рисунке (а). Если же электрическое поле убывает, то противоположно (рис. (б)) по сравнению с первым случаем.
Если в каком-либо проводнике имеется переменный ток, то внутри проводника существует переменное электрическое поле. Поэтому внутри проводника имеется и ток проводимости, и ток смещения и магнитное поле проводника определяется суммой этих двух токов.
Максвелл ввел понятие полного тока, равного сумме токов проводимости и смещения. Плотность полного тока
Полный ток всегда замкнут. На концах проводников обрывается лишь ток проводимости, а в диэлектрике (или в вакууме) между концами проводника имеется ток смещения, который замыкает ток проводимости.
Из всех физических свойств, присущих току проводимости, Максвелл приписал току смещения лишь одно — способность создавать в окружающем пространстве магнитное поле.
Максвелл обобщил теорему о циркуляции вектора , использовав полный ток:
Обобщенная теорема о циркуляции вектора представляет собой второе уравнение системы уравнений Максвелла для электромагнитного поля.
Дата публикования: 2015-01-14; Прочитано: 503 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!