Слаботочка Книги Исследуя полученные формулы для бпр и 6см, необходимо обратить внимание на то, что ток проводимости прямо пропорционален напряженности электрического поля, а ток смеиения прямо пропорционален скорости изменения электрического поля. Заметим, однако, что в первом случае речь идет о поле, где проходит ток проводимости, а во втором - о поле, где имеется ток смещения. Все это иллюстрируется схемой, показанной на рис. 13.4. В положении переключателя 1 конденсатор заряжается. Ток проводимости /пр, вызванный электрическим полем в проводах. f пр Рис. 13.4. Схема, иллюстрирующая направление токов в цепях заряда и разряда конденсатора: -). - ток заряда конденсатора; -> - ток разряда конденсатора. идет в направлении, указанном сплошной стрелкой, т. е. от плюса к минусу источника питания. Конденсатор заряжается, число линий напряженности электрического поля увеличивается, поэтому ток смещения имеет положительный знак 6см - 6я >0 , и оба тока - смещения и проводимости - совпадают по направлению. Когда напряжение на конденсаторе станет равным напряжению источника, ток смещения станет равным нулю (поле между обкладками конденсатора оказывается постоянным и 6см = dE ~ ~df принципу непрерывности ток проводимости тоже должен исчезнуть. Так оно и происходит, потому что в данном случае э д. с. емкости полностью уравновешивает встречное напряжение источника питания, и в проводах отсутствует электрическое поле. в положении переключателя 2 конденсатор разряжается через резистор R. Направление тока проводимости изменяется на обратное (по пунктирной линии), но так как напряженность электрического поля конденсатора уменьшается, то направление тока смещения также изменяется на обратное бсм = Ва <С0 ) Таким образом, принцип непрерывности электрического тока распространяется на любые цепи, в том числе и на разделенные вакуумом или диэлектриком. 82. Магнитное поле В пространстве, окружающем движущиеся электрические заряды, возникает магнитное поле. Оно обнаруживается по наличию механических сил, действующих на другие движущиеся электрические заряды (токи), и по возникновению э. д. с. в проводниках, совершающих движение в магнитном поле. Линии магнитного поля охватывают электрический ток в виде замкнутых кривых, которые не имеют ни начала, ни конца. Такое поле, как известно, называется вихревым. Магнитное поле характеризуется векторной величиной, называемой напряженностью поля. Связь между напряженностью магнитного поля и током, вызывающим это поле, устанавливается законом полного тока. Предположим, что имеется замкнутый контур, ограничивающий в магнитном поле некоторую поверхность, через Рис. 13.5. Иллюстрация к которую проходит ТОК / (рис. 13.5). закону полного тока. Выделим на контуре элементарный участок длиной dl. Пунктиром показана линия магнитного поля, пересекающая этот участок. Угол между вектором напряженности магнитного поля Я, касательным к линии поляттгего тангенциальной составляющей Я касатель-jHoft к элементу dl, равен а (угол отсчитывается в ~утагоБНО приР liHTOM направлешш обхода контура). Поэтому Ях = Я cos а. Умножим Я, на отрезок dl и повторим эту операцию для всех остальных элементарных участков контура. Затем алгебраически суммируем полученные произведения. Предел этой суммы при безграничном уменьшении dl и соответствующем увеличении слагаемых 318 называется интегралом вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру. Обозначается этот интеграл § Hdl. Закон полного тока гласит, что полученный интеграл равен полному току /, проходящему сквозь поверхность, ограниченную контуром: 83. Исходные положения теории электромагнитного поля При анализе электрических и магнитных явлений до Фарадея ученые исходили из теории дальнодействия, согласно которой электрические и магнитные процессы, наблюдаемые на расстоянии, распространяются мгновенно и не зависят от свойств окружающей среды. Фарадей высказал гипотезу, что электрические и магнитные взаимодействия осуществляются через электрические и магнитные
Рис, 13.6. Образование магнитного поля в результате изменения электрического поля. поля, Т. е. в пространстве, окружающем проводники. Отсюда следовал вывод, что электрические и магнитные взаимодействия не происходят мгновенно, а с конечной скоростью, которая зависит от свойств среды. Гипотеза Фарадея была теоретически обоснована и приведена в стройную теорию работами Максвелла. Основные положения теории Максвелла неразрывно связаны со следующими законами электродинамики. 1. Закон полного тока записывается в виде 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 [105] 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 |
|