35

• Основные уравнения теории электромагнетизма.

Фундаментал. значение системы уравнений Максвелла (УМ) определяется тем, что ими раскрыта взаимосвязь между электрич. и магнитным полями - изменение одного из них обусловливает возникновение и проявление другого, тем самым установлено их единство. Cоотношения, входящие в сму УМ, были сформулированы ранее. 1ое среди представляют формулой, характеризующей эффект Фарадея: Следуя этому выражению, в случае, если проводящий контур пронизывается переменным по величине магнитным полем (магнитный поток есть функция времени в цепи контура возникает ЭДС, вызывающая индукционный ток. ЭДС, в свою очередь, есть следствие электрич. поля, возникающего в контуре (величина ЭДС выражается циркуляцией вектора напряжённости ЭП по траектории обхода, совпадающей с проводящим контуром). В общем случае поток Ф сквозь поверхность контура м-т быть неоднородным, поэтому его также выражают непрерывной суммой (т.е., интегралом по

тогда формула для закона Фарадея записывается так

Известно, что появление ЭДС в контуре при его движении в МП м-т быть объяснено перемещением ЭЗ под действием силы Лорентца. Возникновение ЭДС регистрировалось также в неподвижном проводнике при условии переменного МП, проявлением силы Лорентца его не могли объяснить. Дж.Максвеллом было предположено, что переменным МП в окружающем пространстве всегда возбуждается вихревое ЭП, к-рое является причиной возникновения индукционного тока в контуре. Teм самым, явление, наблюдавшееся Фарадеем, получило обобщение и закон ЭМИ получил окончательную формулировку (1). С изменением в пространстве МП должно быть связано возникновение сцепленного с ним вихревого ЭП. Ур-ние (1) и представляет 1-ое ур-ние системы УМ.

• Вторым в систему УМ входит также известное из ранее рассмотренного выражение закона полного тока (ЗПТ) для «непрерывных» токов, т.е. задаваемых векторным полем плотности тока проводимости

• Ток смещения.

Обобщение соотношения для ЗПТ было проведено на основе обсуждения такой ситуации. Линии тока в электрич. схеме для переменного тока с ёмкостью, пр-во к-рой заполнено диэлектриком, должны обрываться на пластинах (рис.). В промежутке между пластинами ток проводимости отсутствует (движения свободных зарядов не происходит). Оч-но, однако, что переменный ток в подобных цепях идет  происходит переполяризация пластин конденсатора. МП вдоль диэлектрика в конденсаторе регистрируется, и всей цепи МП д-но быть непрерывным. в диэлектрике также д-н существовать нек-рый ток, именно его наличием обусловлена непрерывность МП.

Источником МП в зазоре ёмкости – среде диэлектрика, по предположению Максвелла, д-н быть т.н. ток смещения. Так же как для тока проводимости в остальной цепи с линиями поля плотности этого тока в диэлектрике конденсатора сцеплены силовые линии МП.

С совр. точки зрения в простр-ве между пластинами имеется переменное ЭП, к-рым и определяется поляризация диэлектрика. Переменным поляризационным смещением (соответствующим ему движением ЭЗ) обусловлен ток смещения – Максвеллом была выдвинута гипотеза о том, что в области переменной электрич. поляризации, характеризуемой скоростью изменения существует МП подобно тому, как МП сопутствует току проводимости, и это его предположение впоследствии подтвердилось. Для общности  на случай полей в среде, где возможны не только токи проводимости, но и токи смещения  движение связанных зарядов в переменных ЭП, определяющее поляризацию, Максвеллом впервые было введено понятие плотности тока смещения. В общем, в среде м-т существовать оба тока – ток проводимости и ток смещения. Поэтому обобщение ЗПТ для тока с учётом тока смещения запишется так:

Движение электрич. зарядов обусловливается ЭП и, в свою очepeдь, этим движением определяется существование в окружающем пространстве МП. Физическая суть тока смещения в том, что им характеризуется изменяющееся со временем вихревое электрическое поле, к-рым инициировано возникновение в среде магнитного поля. Соотношение (2) записано для переменных электрич. полей, существующих (распространяющихся) в веществе, и представляет собой 2-ое уравнение системы Максвелла.