Детская энциклопедия

Меню сайта











ЗАКОНЫ  ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО  ПОЛЯ. Новое содержание закона электромагнитной индукции

Джемс Клерк Максвелл родился в том же году, когда Фарадей открыл электромагнитную индукцию. Через 30 лет Максвелл обогатил открытие Фарадея более глубоким физическим содержанием, а затем разработал теорию взаи­мосвязи электрических и магнитных явлений — теорию электромагнитного поля.

Изучая электромагнитную индукцию, Мак­свелл обратил внимание на то, что Фарадей не заметил. Его заинтересовала причина, порож­дающая ток в проводнике, когда магнитное поле изменяется. Он хотел понять, как и по­чему это происходит.

Ток — это перемещение свободных зарядов в проводнике. Они приходят в движение, лишь когда существует электрическое поле. А един­ственная возможность появления электрического поля связана в свою очередь с изменением маг­нитного поля, в котором находится проводник. Учитывая это, можно представить себе явление электромагнитной индукции так: при изменении магнитного поля вокруг него возникает вихревое электрическое поле с замкнутыми силовы­ми линиями. Обнаружить это электрическое поле проще всего с помощью витка проволо­ки, в котором возникает ток свободных заря­дов.

Таким образом, ЭДС индукции определяется в законе Фарадея величиной работы сил элек­трического вихревого поля, которое возбуж­дается вокруг изменяющегося магнитного поля.

Скорость, с которой изменяется поток индукции магнитного поля, т. е. величина

 

изме­ряется в вольтах. Физическую сущность открыто­го Фарадеем явления Максвелл выразил кратко одним уравнением, которое носит его имя:

 

Эта формула записана символами высшей математики. Она означает, что силовые линии электрического поля вокруг изменяющегося потока индукции магнитного поля замкнуты, т. е. это вихревое поле.

Обратите внимание: линии электростатиче­ского поля начинаются на положительных заря­дах и оканчиваются на отрицательных.

Обнаружив способность изменяющегося маг­нитного потока создавать вихревое поле, Макс­велл начал искать связь между электрическими и магнитными явлениями. У него появилась идея, что вихревое магнитное поле возникает вокруг изменяющегося потока электрического поля. Этот поток определяется произведением

площади 5, расположенной в данном месте, на величину вектора D (рис. 23), т. е,

 

Единица, которой измеряется поток вектора электрического смещения,— кулон. Поток N из­менится, проходя через площадь S, лишь в том случае, если изменится вектор электрического смещения, т. е.

 

Скорость изменения потока N определяется величиной


 
 и измеряется амперами.

Изменяющийся поток электрического поля, по предположению Максвелла, создает вокруг себя магнитное поле, ничем не отличающееся от поля электрического тока. Его сила зависит от скорости, с которой изменяется поток элект­рического поля. Величину этой скорости Мак­свелл назвал током смещения:

 

Гипотеза Максвелла о том, что вокруг токов смещения существует магнитное поле, указы­вала на связь между двумя полями. Она была подтверждена остроумным опытом московского профессора А. А. Эйхенвальда и стала теорией.

Понятие «ток смещения» стало равноправ­ным с понятием «ток проводимости». Оно позво­лило Максвеллу написать второе уравнение, которое связывало изменение потока электрического поля с возникающим вокруг него маг­нитным полем:

 

 

Из уравнений Максвелла следует, что связь электрического и магнитного полей обнаруживается при их изменениях: изменяющееся маг­нитное поле порождает вокруг себя вихревое электрическое, а изменяющееся электриче­ское — вихревое магнитное поле. Совокупность двух переменных полей называется электромаг­нитным полем.

Математические исследования этой взаимо­связи Максвелл опубликовал в книге «Трактат об электричестве и магнетизме», которая вышла в 1873 г.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016