Электромагнитное поле

К сожалению, в учебной литературе некоторые электродинамические процессы рассматриваются непоследовательно, т.е. не придерживаясь причинно-следственной связи. Например, рассматривая движение зарядов, сразу переходят к магнитному полю, при этом совершенно не упоминается о связанных с зарядами движущихся электрических потоках и токах смещения, которые и образуют само магнитное поле (согласно электродинамике, с каждым движущимся электрическим зарядом движется связанный с ним электрический поток). Таким образом, у изучающего электродинамику складывается идеалистическое представление, что магнитное поле возникает из ничего, так как не упоминается, что магнитный поток - это движущийся электрический поток. Зная плотность связанного с зарядом движущегося электрического потока D

= qr

/4pr3, всегда можно, согласно B

= m0[vD]

, вычислить плотность магнитного потока вокруг заряда B

= m0q[vr]

/4pr3.

«В результате обобщения экспериментальных данных был получен элементарный закон, определяющий поле B

точечного заряда q, движущегося с постоянной нерелятивистской скоростью v

. Этот закон записывается в виде B

= m0q[vr]

/4pr3, .»

Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.155.

На самом деле не было необходимости в обобщении экспериментальных данных, так как, зная, что магнитный поток представляет движущийся электрический поток, этот закон просто выводится из двух формул: B

= m0[vD]

и D= qr

/4pr3. Аналогичным образом, зная, что с каждым движущимся зарядом связан движущийся электрический поток, выводятся и другие формулы для расчета магнитной индукции. Например, плотность движущегося электрического потока вокруг прямого бесконечного провода с током. D = P/2pr = q/2prL, где P - плотность движущихся зарядов в проводе (P = q/L), r - расстояние от провода. Согласно B

= m0[vD]

, получим B = m0qv/2prL = m0I/2pr, где I - сила тока (I = Pv = qv/L). По аналогии выводится и формула для вычисления магнитной индукции в центре кругового тока B = m0qv/4pr2 = m0I/2r, где I - сила тока (I = qv/2pr), r - радиус кругового тока.

«Следовательно, магнитная индукция поля прямого тока B = m0I/2pr.»

Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.208.

Точнее, - магнитная индукция движущегося электрического потока (поля), связанного с электрическим током, который течет в прямом бесконечном проводе. Например, если остановить ток в проводе, то из-за того, что электрическое смещение распространяется со скоростью света, в окружающем пространстве еще некоторое время будут двигаться электрические потоки и будет существовать магнитное поле. Т.е. магнитное поле связано с движением электрических потоков и может существовать без движения зарядов, например, при торможении зарядов электрические потоки могут начать распространяться (двигаться) самостоятельно в виде электромагнитных волн. Надо заметить, что для теоретической физики в принципе нет необходимости в магнитной индукции, так как ее всегда можно представить как произведение плотности электрического потока на его скорость движения (движущийся электрический поток условно называется магнитным потоком B= m0[vD]

), т.е. магнитная индукция введена искусственно для наглядности и удобства в практических расчетах. Но, с другой стороны, во многих случаях магнитные поля проще и удобнее рассчитывать, если рассматривать их как движущиеся электрические потоки, например, при вычислении магнитной энергии, которая возникает между обкладками движущегося заряженного конденсатора, т.е., зная плотность электрического потока между обкладками, скорость движения и объем, легко вычислить магнитную энергию. Также, например, можно найти плотность электромагнитной энергии движущегося поперечного электрического потока:

w = D2/2e0 + B2/2m0 = D2(1 + v2/c2)/2e0,

соответственно, плотность электромагнитной массы:

m = m0D2(1 + v2/c2)/2,

где e0 и m0 - электрическая и магнитная постоянные e0m0 = 1/c2. Если же электрический поток ориентирован продольно движению, то в нем магнитная индукция и, соответственно, магнитная энергия не возникают:

B

= m0[vD]

= m0vD sin a,

где a - угол между направлением движения и вектором D

Другое по теме

Начала кондуктометрии
Кондуктометрия занимается изучением электропроводности растворов. В этой области электрохимии принято оперировать 2-мя характерными величинами: удельной электропроводностью (k - каппа) и эквивалентной электропроводностью (l ). Поясним физический смысл этих величин. Удельной электропроводностью называется электропро ...

Стальной вертикальный цилиндрический резервуар емкостью 5000 м3
Нормативные документы периода разработки типового проекта «Стальной вертикальный цилиндрический резервуар емкостью 5000 м3» отражали уровень научно-технических знаний того времени и, естественно, не могли учитывать достижений науки и практики последующих лет, отраженных в строительных нормах и правилах периода возведен ...