Det er noe rundt å flytte elektriske ladninger. Elektrisk felt

ELEKTROMAGNETISK FELT

Dette genererer hverandre vekslende elektriske og magnetiske felt.
Elektroteori magnetfelt opprettet James Maxwell i 1865
Han beviste teoretisk at:
enhver endring i magnetfeltet over tid fører til utseendet til en endring elektrisk felt, og enhver endring i det elektriske feltet over tid genererer et skiftende magnetfelt.
Hvis elektriske ladninger beveger seg med akselerasjon, endres det elektriske feltet de skaper med jevne mellomrom og selv skaper et vekslende magnetfelt i rommet, etc.
Kilder til elektromagnetisk felt kan være:
- bevegelig magnet;
- elektrisk ladning, beveger seg med akselerasjon eller oscillerende (i motsetning til en ladning som beveger seg med konstant hastighet, for eksempel ved likestrøm i en leder, skapes et konstant magnetfelt her).
Elektrisk felt eksisterer det er alltid en elektrisk ladning rundt, i ethvert referansesystem, magnetisk – i det i forhold til hvilke elektriske ladninger beveger seg,
elektromagnetisk– i referansesystemet som de elektriske ladningene er i forhold til beveger seg med akselerasjon.

PRØV Å LØSE!

Et ravstykke ble gnidd mot en klut, og den ble ladet med statisk elektrisitet. Hva slags felt finnes rundt ubevegelig rav? Rundt en bevegelig en?

Et ladet legeme er i ro i forhold til jordoverflaten. Bilen beveger seg jevnt og rettlinjet i forhold til jordoverflaten. Er det mulig å oppdage konstant magnetfelt i referanserammen knyttet til bilen?

Hvilket felt vises rundt elektronet, hvis han: er i ro; beveger seg med konstant hastighet; beveger seg med akselerasjon?

Fluksen skapes jevnt i kinescope bevegelige elektroner. Er det mulig å oppdage et magnetfelt i en referanseramme knyttet til et av de bevegelige elektronene?

ELEKTROMAGNETISKE BØLGER

Dette er et elektromagnetisk felt som forplanter seg i verdensrommet med en begrenset hastighet,
avhengig av miljøets egenskaper.

Egenskaper til elektromagnetiske bølger:
- forplante seg ikke bare i materie, men også i vakuum;
- forplante seg i vakuum med lysets hastighet (C = 300 000 km/s);
- Dette tverrgående bølger;
- disse er vandrebølger (overføringsenergi).

Kilden til elektromagnetiske bølger er raskt i bevegelse elektriske ladninger.
Oscillasjoner av elektriske ladninger er ledsaget av elektromagnetisk stråling som har en frekvens lik frekvensen av ladningssvingninger.

Magnetfeltet til en bevegelig ladning kan oppstå rundt en strømførende leder. Siden elektroner som beveger seg i den har en elementær elektrisk ladning. Det kan også observeres under bevegelse av andre ladebærere. For eksempel ioner i gasser eller væsker. Denne ordnede bevegelsen av ladningsbærere er kjent for å forårsake utseendet til et magnetisk felt i det omkringliggende rommet. Dermed kan det antas at et magnetfelt, uavhengig av arten av strømmen som forårsaker det, også oppstår rundt en enkelt ladning i bevegelse.

Det generelle feltet i miljø er dannet av summen av felt skapt av individuelle ladninger. Denne konklusjonen kan trekkes basert på prinsippet om superposisjon. Basert på ulike eksperimenter ble det oppnådd en lov som bestemmer den magnetiske induksjonen for en punktladning. Denne ladningen beveger seg fritt i mediet med konstant hastighet.

Formel 1 er loven elektromagnetisk induksjon for en bevegelig punktlading

Hvor r radiusvektor som går fra ladningen til observasjonspunktet

Q lade

V ladningshastighetsvektor

Formel 2 - modul til induksjonsvektoren

Hvor alfa dette er vinkelen mellom hastighetsvektoren og radiusvektoren

Disse formlene bestemmer den magnetiske induksjonen for en positiv ladning. Hvis det må beregnes for en negativ ladning, må du erstatte ladningen med et minustegn. Hastigheten på ladningen bestemmes i forhold til observasjonspunktet.

For å oppdage et magnetfelt når en ladning beveger seg, kan du utføre et eksperiment. I dette tilfellet trenger ikke ladningen nødvendigvis å bevege seg under påvirkning av elektriske krefter. Den første delen av eksperimentet består i å passere gjennom en sirkulær leder. elektrisitet. Følgelig dannes et magnetisk felt rundt den. En handling som kan observeres når en magnetisk nål plassert ved siden av en spole bøyer seg.

Figur 1 - en sirkulær spole med strøm virker på en magnetisk nål

Figuren viser en spole med strøm til venstre er spolens plan til høyre er et plan vinkelrett på den.

I den andre delen av eksperimentet skal vi ta en solid metallskive montert på en akse som den er isolert fra. I dette tilfellet får disken en elektrisk ladning, og den kan raskt rotere rundt sin akse. En magnetisk nål er festet over disken. Hvis du snurrer disken med ladningen, vil du oppdage at pilen roterer. Dessuten vil denne bevegelsen av pilen være den samme som når strømmen beveger seg rundt ringen. Hvis du endrer ladningen til disken eller rotasjonsretningen, vil pilen avvike i den andre retningen.

Til spørsmålet Er et magnetfelt dannet av en bevegelig ladning? gitt av forfatteren Jeg stråler det beste svaret er Alt er akkurat slik. Bevegelse er relativt. Derfor vil magnetfeltet bli observert i systemet i forhold til som ladningen beveger seg. For å skape et magnetfelt er det slett ikke nødvendig at to forskjellig ladede partikler beveger seg. Det er bare det at når det flyter strøm i ledere, blir ladningene kompensert og svakere (sammenlignet med elektrostatiske) magnetiske effekter kommer til syne.
Beregninger for å utlede likningene til magnetiske felt fra SRT og Coulomb-feltet kan finnes i en hvilken som helst lærebok om elektrodynamikk. For eksempel, i Feynman Lectures on Physics, vol. 5 (Elektrisitet og magnetisme) kap. 13 (Magnetostatikk) i §6 ​​diskuterer nettopp dette spørsmålet i detalj.
Opplæringen finner du på http:// lib. homelinux. org/_djvu/P_Physics/PG_General courses/Feynman/Fejnman R., R.Lejton, M.Se"nds. Volume 5. E"lektrichestvo i Magnetizm (ru)(T)(291s).djvu
Det er mye interessant informasjon i 6. bind (Elektrodynamikk).
http:// lib. homelinux. org/_djvu/P_Physics/PG_General courses/Feynman/Fejnman R., R.Lejton, M.Se"nds. Volume 6. E"lektrodinamika (ru)(T)(339s).djvu
(fjern kun ekstra mellomrom i nettstedets adresse)
Og strålingen og magnetfeltet fra den ladede pinnen som du vinker vil være liten, ikke på grunn av hastigheten, men på grunn av ladningens ubetydelighet (og mengden strøm som skapes av bevegelsen av en så liten ladning - du kan beregne det selv).

Svar fra Sive[guru]
Selve begrepet bevegelse er relativt. Derfor, ja, i ett koordinatsystem vil det være et magnetfelt, i et annet vil det være annerledes, i et tredje vil det ikke være det i det hele tatt. Faktisk er det ikke noe magnetfelt i det hele tatt, det er ganske enkelt praktisk å beskrive effekten av den spesielle relativitetsteorien for å flytte ladninger ved å introdusere et fiktivt felt, kalt magnetisk, som i stor grad forenkler beregninger. Før fremkomsten av relativitetsteorien ble magnetfeltet ansett som en uavhengig enhet, og først da ble det fastslått at kreftene som tilskrives det kan beregnes perfekt uten det på grunnlag av relativitetsteorien og Coulombs lov. Men selvfølgelig er relativitetsteorien mye vanskeligere å anvende i praksis enn gimlet-regelen 😉 Og siden de elektriske og magnetiske feltene viser seg å være nært beslektet (selv om den andre er en visuell tolkning av konsekvensene av endringer i først) snakker de om et enkelt elektromagnetisk felt.
Når det gjelder å løpe rundt i rommet med en ladet pinne, er det ikke behov for relativitetsteorien - selvfølgelig dannes et magnetfelt, bølger sendes ut, og så videre, bare veldig svake. Å beregne intensiteten til det opprettede feltet er en oppgave for et skolebarn.

Svar fra Tilstå[guru]
Vel, igjen røykte jeg på toalettet i stedet for fysikk... Er det vanskelig å åpne læreboken? Det står tydelig "elektromagnetisk felt", etc., etc. Våre Lisapets elsker å skrive, ja. evighetsmaskiner finne opp. På torsjonsfelt..

Svar fra VintHeXer[aktiv]
Generelt viser IMHO, i henhold til Amperes lov og en annen veldig smart formel, som har sinusen til en vinkel i notasjonen, allerede at bevegelsen av en ladet partikkel i en leder er nødvendig (igjen IMHO), fordi strømmen styrken vil være ved spenning og motstand... Spenningen ser ut til å være som den er (partikkelen er ladet), men motstanden er i et vakuum...
Generelt, hvem i helvete vet... Spesielt om bevegelsen av en ladet partikkel i et vakuum))

Svar fra Krab Вark[guru]
Vel, du må se etter en detaljert konklusjon i fysikklærebøker. Denne kan du for eksempel laste ned her :)
"riktignok med din hjelp, men barn vil gradvis hente magnetisk tiltrekning eller frastøting av strømmer i elektrisk nøytrale ledere fra Coulombs lov og relativitetsteorien. For dem vil det være et mirakel skapt med mine egne hender. Mer i videregående skole ikke obligatorisk. På universitetet vil de tilfeldig bli forklart hvordan Maxwells likninger av elektromagnetiske felt følger av Coulombs lov for stasjonære ladninger og formler for transformasjoner av kvadratiske differensialformer i relativitetsteorien. "
Generelt, i slike spørsmål må du krysse av i boksen for å komme med kommentarer...

Magnetfelt på Wikipedia
Se på Wikipedia-artikkelen om magnetfeltet

Skaper rundt seg selv, er mer kompleks enn det som er karakteristisk for en ladning som er i stasjonær tilstand. I eteren, hvor rommet ikke er forstyrret, balanseres ladningene. Derfor kalles det magnetisk og elektrisk nøytral.

La oss vurdere mer detaljert oppførselen til en slik ladning separat, sammenlignet med en stasjonær, og tenke på Galileos prinsipp, og samtidig på Einsteins teori: hvor konsistent er den egentlig?

Forskjellen mellom bevegelige og stasjonære ladninger

En enkelt ladning, som er stasjonær, skaper et elektrisk felt, som kan kalles resultatet av deformasjon av eteren. Og en elektrisk ladning i bevegelse skaper både elektrisk og Den oppdages bare av en annen ladning, det vil si en magnet. Det viser seg at ladningene i hvile og i bevegelse i eteren ikke er likeverdige med hverandre. Når den er enhetlig, vil ladningen ikke avgi og vil ikke miste energi. Men siden en del av det brukes på å skape et magnetfelt, vil denne ladningen ha mindre energi.

Eksempel for enklere forståelse

Det er lettere å illustrere dette med et eksempel. Hvis du tar to identiske stasjonære ladninger og plasserer dem langt fra hverandre slik at feltene ikke kan samhandle, vil en av dem bli stående som den er, og den andre flyttes. En i utgangspunktet stasjonær ladning vil kreve akselerasjon, som vil skape et magnetfelt. En del av energien til dette feltet vil gå til elektromagnetisk stråling, rettet inn i uendelig rom, som ikke vil returnere som selvinduksjon når den stoppes. Ved hjelp av en annen del av ladeenergien vil det skapes et konstant magnetfelt (forutsatt konstant ladehastighet). Dette er energien til eterdeformasjon. Når magnetfeltet forblir konstant. Hvis vi sammenligner to ladninger, vil den bevegelige ladningen ha mindre energi. Alt er på grunn av den bevegelige ladningen, som han må bruke energi på.

Dermed blir det klart at i begge ladninger er tilstanden og energien svært forskjellige. Det elektriske feltet virker på stasjonære og bevegelige ladninger. Men sistnevnte påvirkes også av magnetfeltet. Derfor har den mindre energi og potensial.

Flytteladninger og Galileos prinsipp

Tilstanden til begge ladningene kan også spores i bevegelse og stasjonær fysisk kropp, som ikke har noen bevegelige ladede partikler. Og Galileos prinsipp kan her objektivt forkynnes: et fysisk og elektrisk nøytralt legeme som beveger seg jevnt og i en rett linje er umulig å skille fra det som er i ro i forhold til jorden. Det viser seg at kropper som er nøytrale til elektrisitet og ladede, manifesterer seg forskjellig i hvile og i bevegelse. Galileos prinsipp kan ikke brukes i eteren og kan ikke brukes på bevegelige og stasjonære ladede legemer.

Svikt i prinsippet for siktede organer

I dag har det samlet seg mange teorier og arbeider om feltene som skaper en elektrisk ladning i bevegelse. For eksempel viste Heaviside at den elektriske vektoren dannet av en ladning er radial hele veien. De magnetiske kraftlinjene, som dannes av en punktladning under bevegelse, er sirkler, og i sentrene deres er det bevegelseslinjer. En annen forsker, Searle, løste problemet med ladningsfordeling i en kule i bevegelse. Det ble funnet at det genererer et felt som ligner på det som skapes av en elektrisk ladning i bevegelse, til tross for at sistnevnte ikke er en kule, men en komprimert kule der polaksen er rettet i bevegelsesretningen. Morton viste senere at i en elektrifisert kule i bevegelse vil tettheten på overflaten ikke endre seg, men kraftlinjene vil ikke lenger forlate den i en vinkel på 90 grader.

Energien rundt sfæren blir større når den beveger seg enn når sfæren er i ro. Dette skjer fordi det i tillegg til det elektriske feltet også vises et magnetfelt rundt den bevegelige kulen, slik tilfellet er med en ladning. Derfor, for å utføre arbeid, vil en ladet kule trenge en større hastighet enn en som er elektrisk nøytral. Sammen med siktelsen effektiv masse kuler. Forfatterne er sikre på at dette skjer på grunn av selvinduksjon av konveksjonsstrøm, som en bevegelig elektrisk ladning skaper fra begynnelsen av bevegelsen. Dermed er Galileos prinsipp anerkjent som uholdbart for kropper ladet med elektrisitet.

Einsteins ideer og eter

Da blir det klart hvorfor Einstein ikke tildelte en plass for eteren i SRT. Tross alt ødelegger selve det faktum å gjenkjenne tilstedeværelsen av eter allerede prinsippet om ekvivalens av treghet og uavhengige referansesystemer. Og dette er i sin tur grunnlaget for SRT.

Rundt enhver strømførende leder, dvs. beveger elektriske ladninger, er det et magnetfelt. Strømmen bør betraktes som en kilde til magnetfelt! Rundt stasjonære elektriske ladninger er det bare et elektrisk felt, og rundt bevegelige ladninger er det både et elektrisk og et magnetisk felt. HANS ØRSTED ()

1. Et magnetfelt oppstår bare i nærheten av elektriske ladninger i bevegelse. 2. Den svekkes når den beveger seg bort fra den strømførende lederen (eller bevegelige ladning) og de nøyaktige grensene for feltet kan ikke spesifiseres. 3. Virker på magnetiske nåler på en bestemt måte 4. Har energi og har sin egen intern struktur, som vises ved hjelp av magnetiske feltlinjer. Magnetiske linjer magnetfeltet til strømmen er lukkede linjer som omslutter lederen

Hvis kretser med strøm er koblet i serie på ett sted i rommet, kalles en slik formasjon en solenoid. Magnetfeltet er konsentrert inne i solenoiden, spredt utenfor, og magnetfeltlinjene inne i solenoiden er parallelle med hverandre og feltet inne i solenoiden anses som ensartet, utenfor solenoiden - inhomogen. Ved å plassere en stålstang inne i solenoiden får vi en enkel elektromagnet. Annet enn det like forhold Det magnetiske feltet til elektromagneten er mye sterkere enn magnetfeltet til solenoiden.

Sammenfaller jordens magnetiske poler med de geografiske polene? Har plasseringen endret seg? magnetiske poler i planetens historie? Hva er en pålitelig beskytter av livet på jorden fra kosmiske stråler? Hva er årsaken til utseendet magnetiske stormer på planeten vår? Hva er magnetiske anomalier forbundet med? Hvorfor har den magnetiske nålen en veldig bestemt retning på alle steder på jorden? Hvor peker hun?