Вихревое электрическое поле. Первое уравнение Максвелла

Из п.4.2 лекций 12-14 следует, существуют несколько типов изменения магнитного потока. Один из них – это за счет изменения магнитного поля во времени (). Пусть в изменяющемся во времени магнитном поле находится неподвижный проводящий контур. Опыт показывает, что в нем возникает индукционный ток. Порождение индукционного тока в контуре свидетельствует о том, что изменение магнитного поля во времени вызывает появление в контуре сторонних сил, действующих на носители тока. В связи с этим возникает вопрос. Какова природа этих сил? Отметим, что эти силы не связаны ни с химическими, ни с тепловыми процессами в контуре, т.к. они не протекают.

Максвелл на поставленный вопрос ответил следующим положением: «Изменяющееся во времени магнитное поле порождает в пространстве вихревое электрическое поле, независимо от того, существует ли в пространстве проволочный контур или нет». Наличие контура лишь позволяет обнаружить существование в нем индукционного тока (см формулу 622).

Вихревое электрическое поле существенно отличается от электрического поля, порождаемого электрическими зарядами.

Во-первых, силовые линии вихревого электрического поля замкнутые, а электрического поля зарядов не замкнутые (см. Лекцию 1).

Во-вторых, циркуляция вектора напряженности вихревого поляне равна нулю, т.е., а электрического поля зарядов равна нулю, т.е. .

Максвелл на основании предположения написал уравнение, описывающее вихревое электрическое поле.

По закону электромагнитной индукции, ЭДС индукции, возникающая в контуре за счет изменения магнитного поля во времени, равна .

С другой стороны, по Максвеллу, откуда одно из уравнений Максвелла записывается в виде

(622)

рис.266

В выражении (59) левая часть уравнения показывает циркуляцию вектора, а правая часть – изменение магнитного потока во времени. Знак (-) определяется правилом Ленца. Направление вихревого электрического поля определяется правилом правого винта (рис.266). На рис.266 замкнутые линии – это силовые линии вихревого поля.

В общем случае, если электрическое поле создано электрическими зарядами и изменяющимся во времени магнитном поле, то циркуляция результирующего поля

равна:

(623)

т.к..

Выражение (623) – одно из уравнений Максвелла.

Дата добавления: 2014-01-07