Постоянный электрический ток. Условия существования.

Электрический ток называется постоянным, если сила тока и его направление не изменяются с течением времени. Для постоянного тока I=q/t, где q–электрический заряд, переносимый через рассматриваемую поверхность за конечный промежуток времени от 0 до t. Если электрический ток постоянный, то ни в одной части проводника заряды не должны ни накапливаться, ни уходить. Цепь постоянного тока должна быть замкнутой и должно выполняться условие: Q_S1=Q_S2, где Q_S1–суммарный электрический заряд, поступающий за единицу времени сквозь поверхность S₁ в объем проводника, заключенный между поперечными сечениями S₁ и S₂. Q_S2–суммарный электрический заряд, выходящий из этого объема за единицу времени сквозь поверхность S₂.

Потенциальный характер электростатического поля

Пусть электростатическое поле создается точеным зарядом Q. При перемещении пробного заряда из точки 1 в точку 2 по какой-то траектории сила F совершает элементарную работу dA=Fdlcos£. Работа по перемещению пробного заряда равна A=₁∫²dA=q_прq/(4₀r₁)– q_прq/(4₀r₂) –не зависит от формы траектории, а определяется только начальным и конечным положением заряда  поле сил, в котором находится пробный заряд явл. потенциальным, т.е. электрическое поле, которое создает заряд q является потенциальным, а кулоновские силы консервативны  работа, совершаемая при перемещении заряда по замкнутой траектории равна 0  ”dA=0. ”E_edl=0 ­– циркуляция вектора напряженности Е вдоль любого замкнутого контура равна 0, что указывает на потенциальный характер электростатического поля.

Вихревой характер магнитного поля. Циркуляция вектора магн. Индукции.

Циркуляция вектора B магнитной индукции вдоль замкнутого контура L называется интеграл вида: _L”Bdl=”Bdlcos(b, dl), где L– замкнутый контур произвольной формы, dl–Закон полного тока для магнитного поля в вакууме – циркуляция вектора индукции магнитного поля вдоль замкнутого контура в вакууме пропорциональна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром: Bdl=Ii, где ₀–магнитная постоянная. В отличие от электростатического потенциального поля, в котором циркуляция напряженности Е вдоль любого замкнутого контура равна 0, магнитное поле является вихревым. В таком поле циркуляция вектора B индукции магнитного поля вдоль замкнутого контура отлична от нуля. Если конур L не охватывает токов, то циркуляция вектора B вдоль этого контура равна 0. Однако это не изменяет вихревого характера магнитного поля.

Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.

При создании в замкнутом контуре электрического тока и увеличении его силы от 0 до I необходимо совершить работу A на преодоление ЭДС самоиндукции, препятствующей нарастанию тока. A=½Ф_mcI=½LI², где Ф_mc –магнитный поток самоиндукции контура, L–индуктивность контура. По закону сохранения энергии A определяет собственную энергию W_m тока силы I в контуре. W_m=A. Вместе с ростом силы тока в цепи возрастает и магнитное поле тока. Поэтому собственная энергия тока рассматривается как энергия магнитного поля. Объемной плотностью энергии _m магнитного поля называется его энергия, заключенная в единице объема. _m=dW_m/dV. Для однородного магнитного поля _m=W_m/V. Так же _m=½BH=½₀H²=½B²/(₀), где B и H –модули векторов магнитной индукции и напряженности в рассматриваемой точке магнитного поля.