Loading...
 

Indukowane pole magnetyczne

W poprzednim paragrafie dowiedzieliśmy się, że zmianom pola magnetycznego towarzyszy zawsze powstanie pola elektrycznego. Teraz zajmiemy się powiązaniem prędkości zmian pola elektrycznego z wielkością wywołanego tymi zmianami pola magnetycznego.

W tym celu rozpatrzmy obwód elektryczny zawierający kondensator cylindryczny pokazany na Rys. 1.

 Pole magnetyczne {OPENAGHMATHJAX()}{\bf B }{OPENAGHMATHJAX} wytworzone przez zmienne pole elektryczne {OPENAGHMATHJAX()}{\bf E }{OPENAGHMATHJAX} pomiędzy okładkami kondensatora
Rysunek 1: Pole magnetyczne \( {\bf B } \) wytworzone przez zmienne pole elektryczne \( {\bf E } \) pomiędzy okładkami kondensatora


W stanie ustalonym pole elektryczne w kondensatorze jest stałe. Natomiast gdy ładujemy lub rozładowujemy kondensator to do okładek dopływa (lub z nich ubywa) ładunek i w konsekwencji zmienia się pole elektryczne \( {\bf E } \) w kondensatorze.
Doświadczenie pokazuje, że pomiędzy okładkami kondensatora powstaje pole magnetyczne wytworzone przez zmieniające się pole elektryczne. Linie pola, pokazane na Rys. 1, mają kształt okręgów tak jak linie pola wokół przewodnika z prądem.
Pole magnetyczne jest wytwarzane w kondensatorze tylko podczas jego ładowania lub rozładowania. Tak więc pole magnetyczne może być wytwarzane zarówno przez przepływ prądu (prawo Ampère'a) jak i przez zmienne pole elektryczne.

Na tej podstawie Maxwell uogólnił prawo Ampère'a do postaci

Prawo 1: Uogólnione prawo Maxwella


\( {\oint {\mathit{{\bf B }\cdot d{\bf l }}=\mu _{{0}}\varepsilon _{{0}}\frac{\mathit{d\phi}_{{E}}}{\mathit{dt}}+\mu _{{0}}I}} \)


Sprawdźmy czy stosując tę modyfikację uzyskamy poprawny wynik na pole \( B \) pomiędzy okładkami.
Z prawa Gaussa wynika, że strumień pola elektrycznego pomiędzy okładkami kondensatora wynosi

\( {\phi _{{E}}=\frac{Q}{\varepsilon _{{0}}}} \)


Różniczkując to wyrażenie obustronnie po dt otrzymujemy

\( {\frac{\mathit{d\phi }_{{E}}}{\mathit{dt}}=\frac{1}{\varepsilon_{{0}}}\frac{\mathit{dQ}}{\mathit{dt}}=\frac{I}{\varepsilon _{{0}}}} \)


Przypomnijmy, że zgodnie z prawem Ampère'a

\( {\oint {\mathit{{\bf B }\cdot d{\bf l }}=\mu _{{0}}I}} \)


Podstawiając za prąd \( I \) (równanie ( 3 ) ), otrzymujemy wyrażenie

\( {\oint {\mathit{{\bf B }\cdot d{\bf l }}=\mu _{{0}}\varepsilon _{{0}}\frac{\mathit{d\phi}_{{E}}}{\mathit{dt}}}} \)


identyczne z wyrazem dodanym przez Maxwella do prawa Ampère'a.

Podsumowując:

Prawo 2: Zmienne pole elektryczne źródłem pola magnetycznego


Zmianom pola elektrycznego towarzyszy zawsze powstanie pola magnetycznego.


Mówiąc o polu magnetycznym wytwarzanym przez zmienne pole elektryczne, możemy posłużyć się pojęciem prądu przesunięcia. Więcej na ten temat możesz przeczytać w module Prąd przesunięcia.


Ostatnio zmieniona Piątek 19 z Grudzień, 2014 14:47:38 UTC Autor: Zbigniew Kąkol, Kamil Kutorasiński
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.