December 10 2016 04:59:31
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Теория Максвелла
Электродинамика

План лекции

  1. Две трактовки явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле.

  2. Ток смещения. Обобщение теоремы о циркуляции магнитного поля.

  3. Полная система уравнений Максвелла и их физический смысл.

  1. Две трактовки явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле

Первооткрыватель явления электромагнитной индукции — английский физик Майкл Фарадей — считал, что суть этого явления состоит в следующем.

Если в магнитном поле находится замкнутый проводник, то при любом изменении магнитного потока, в этом проводнике возникнет электродвижущая сила индукции и индукционный ток.

Эта фарадеевская трактовка электромагнитной индукции хорошо известна, и не вызывает никаких сомнений, так как каждое слово в законе Фарадея легко подтверждается экспериментом.

Вспомним, например, следующую известную демонстрацию: по катушке с железным сердечником протекает переменный ток (рис. 12.1)


Рис. 12.1.

Если на сердечник этой катушки надеть виток проволоки, замкнутый лампочкой от карманного фонаря, — лампочка загорится. Наблюдаемый эффект легко объясняется законом Фарадея. Переменный ток, протекающий по катушке, создаёт в пространстве переменное во времени магнитное поле.

В замкнутом проводнике, оказавшемся в таком переменном поле, возникает э.д.с. индукции

img0720                        (12.1)

и индукционный ток

img0721

Таково — по мысли Фарадея — одно из главных свойств магнитного поля: переменное магнитное поле является источником индукционного тока в замкнутом проводящем контуре.

Совсем по-другому объяснил суть этого явления Джеймс Максвелл. Тщательно проанализировав известные к тому времени свойства электромагнитной индукции, он пришел к выводу, что переменное магнитное поле является источником электрического поля. Проводящий контур с лампочкой в нашей демонстрации — всего лишь индикатор этого поля. Суть в том, что электрическое поле возникает всегда при изменении магнитного поля, независимо от того наблюдаем мы его (по загоревшейся лампочке) или нет.

В своей теории явления электромагнитной индукции Максвелл раскрыл и такую особенность возникающего электромагнитного поля: это поле не электростатическое. Силовые линии электростатического поля, как известно, разомкнуты: они начинаются и заканчиваются на зарядах или в бесконечности.

Если электростатическое поле может перенести заряд из точки 1 в точку 2, но оно не может вернуть его в исходное положение.

Электрическое поле, созданное переменным магнитным полем, имеет замкнутые силовые линии, поэтому оно способно перемещать заряды по замкнутому контуру (рис. 12.2).


Рис. 12.2.

Электростатическое поле — потенциальное, электрическое поле — поле вихревое.

Циркуляция вектора напряжённости электростатического поля, как известна, равна нулю

img0722

Этого никак не скажешь о циркуляции вектора напряжённости вихревого электрического поля.

Вихревое электрическое поле — поле сторонней силы, и циркуляция вектора напряжённости такого поля img0723 по контуру L равна — по определению — электродвижущей силе, возникающей в контуре L.

img0724.

Согласно закону Фарадея

img0725,

где поток вектора магнитной индукции

img0726.

Объединив три последние уравнения, придем к теореме о циркуляции вектора напряжённости вихревого электрического поля

img0727

Таким образом

img0728.                  (12.2)

Важен, конечно, физический смысл этого уравнения Максвелла:

переменное магнитное поле (В) является источником вихревого электрического поля (img0729) (рис. 12.3).


Рис. 12.3.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.04 секунд 4,204,161 уникальных посетителей