Переменное магнитное поле создает в любой точке пространства вихревое электрическое поле независимо от того, находится в этой точке проводник или нет

Вихревое электрическое поле (первое уравнение Максвелла)

Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля.

Ток смещения (второе уравнение Максвелла).

Вихревое электрическое поле (первое уравнение Максвелла).

Вопросы

Основы теории Максвелла для электромагнитного поля

Лекция 16

Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1864 году. Максвелл проанализировал все известные к тому времени законы электродинамики и сделал попытку применить их к изменяющимся во времени электрическому и магнитному полям. Он обратил внимание на асимметрию взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями. Максвелл ввел в физику понятие вихревого электрического поля и предложил новую трактовку закона электромагнитной индукции, открытой Фарадеем в 1831 г.:

Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты.

Максвелл высказал гипотезу о существовании и обратного процесса (о природе сторонних сил):

Рис. 1. Закон электромагнитной индукции в трактовке Максвелла (слева). Гипотеза Максвелла: изменяющееся электрическое поле порождает магнитное поле (справа).

Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле.

Гипотеза Максвелла была лишь теоретическим предположением, однако на ее основе Максвеллу удалось записать непротиворечивую систему уравнений, описывающих взаимные превращения электрического и магнитного полей, т. е. систему уравнений электромагнитного поля (уравнений Максвелла).

Обозначим напряженность поля сторонних сил , тогда по определению ЭДС это работа, которую затрачивают сторонние силы на перемещение единичного положительного заряда с (-) клеммы на (+) клемму внутри источника

. (1)

Подставим это в закон Фарадея

. (2)

Для неподвижных контура и поверхности операции дифференцирования и интегрирования можно поменять местами

– первое уравнение Максвелла. (3)

Ранее для электростатического поля было показано , т.е. поле потенциально, его силовые линии разрывные, они начинаются и заканчиваются на зарядах. Из первого уравнения Максвелла видно, что циркуляция Е_В не равна нулю, электрическое поле (и связанное с ним магнитное поле не потенциальные - вихревые). Силовые линии Е_В замкнуты в отличие от силовых линий кулоновского поля Е.

Дата добавления: 2013-12-13