§ 33. Струм зміщення

Під час вивчення постійного струму ви бачили, що необхідною умовою існування цього струму є замкнутість кола, тобто наявність електропровідності у всіх його точ­ках. В нерозгалуженому електричному колі відбувається безперервна циркуляція електричних зарядів: вони пере­міщаються і зовнішньою, і внутрішньою (всередині дже­рела струму) ділянками кола в певному напрямі, Кожна ділянка такого кола є джерелом магнітного поля. Причому магнітне поле утворюється і внутрішньою частиною кола (якщо навіть це буде, наприклад, ділянка електролітич­ного розчину між електродами гальванічного елемента) незалежно від будови джерела.

На відміну від цього кола постійного струму коливаль­ний контур є розімкнутим електричним колом. Хоч у ньому є змінний електричний струм, однак цей струм — всього-навсього періодичний перерозподіл зарядів у про­відних ділянках контуру (від однієї обкладки конденса­тора через з'єднувальні провідники і котушку індуктивно­сті до другої і назад).

Зрозуміло, що коливальний контур є джерелом періо­дично змінного магнітного поля. В основному це поле

зосереджене всередині котушки. Однак і за її межами (навколо з'єднувальних провідників, за торцями котушки) його теж можна виявити. У тому, що магнітне поле вини­кає навколо провідних частин коливального контуру, в яких упорядковано рухаються і періодично перероз­поділяються заряди, немає жодних сумнівів. Це повністю узгоджується з відомими закономірностями магнітних явищ. Але змінне магнітне поле виявляється і навколо зазору конденсатора. Причому це поле не поширюється від сусідніх ділянок контуру, а його джерелом є сам зазор (див. мал. 74).

Це дивно, оскільки простір між обкладками не є провід­ником, тобто в просторі між обкладками конденсатора немає носіїв електричних зарядів. Проте у зазорі конден­сатора є змінне електричне поле, яке створює змінне маг­нітне поле поблизу зазору конденсатора коливального контуру. Оскільки змінне електричне поле, подібно до струму провідності, в джерелом магнітного поля, Максвелл запропонував називати його струмом зміщення на від­міну від струму провідності, обумовленого рухом заря­джених частинок (електронів й іонів). Струм зміщення — це лише інша назва змінного електричного поля. Він може виникати у просторі, який не містить заряджених чи нейтральних частинок.

Використовуючи поняття про струм зміщення, коли­вальний контур можна розглядати як замкнуте електричне коло: змінний струм провідності є в з'єднувальних про­водах і в котушці, а зазор конденсатора замикається струмом зміщення. У зв'язку з цим часто говорять про повний струм в колі коливального контуру як про замк­нуту послідовність змінного струму провідності і струму зміщення. Якщо під електричним струмом розуміти повний струм, то виявиться, що в прирдді всі електричні струми замкнуті.

Слід зауважити, що струми зміщення еквівалентні струмам провідності лише за здатністю створювати магнітне поле. Струм вміщення може протікати у вакуумі, будучи при цьому джерелом магнітного поля, але ніякими тепловими або хімічними явищами він не супрово­джується.

Отже, магнітне поле може утворюватися не лише рухо­мими зарядженими частинками чи тілами, а й електрич­ним полем; електричне поле — не лише нерухомими чи рухомими електричними зарядами, а й магнітним полем. Цей взаємозв'язок полів має принципове значення. Він

становить інтерес і в тих випадках, коли в розглядуваній точці простору відсутні будь-які провідники чи діелек­трики, заряджені частинки або тіла, інакше кажучи, коли відсутня речовина.