Поле движущегося заряда

Пространство изотропно, поэтому, если заряд неподвижен, все направления оказываются равноправными. Этим обусловлен тот факт, что создаваемое точечным зарядом электростатическое поле является сферически – симметричным.

В случае движения заряда со скоростью V в пространстве появляется выделенное направление (направление вектора V). Поэтому можно ожидать, что магнитное поле, создаваемое движущимся зарядом, обладает осевой симметрией. Отметим, что имеется в виду свободное движение заряда, т.е. движение с постоянной скоростью. Чтобы возникло ускорение, необходимо действие на заряд какого-то поля (электрического или магнитного). Это поле само по себе нарушило бы изотропию пространство.

Рассмотрим магнитное поле, создаваемое в некоторой точке Р точечным зарядом q, движущимся с постоянной скоростью V.

Возмущение поля передаётся от точки к точке с конечной скоростью С. Поэтому индукция В в точке P в момент времени t определяется не положением заряда в тот же момент t, а положением заряда в некторой более ранний момент времени t:

Здесь Р означает совокупность координат точки Р, определяемых в некоторой неподвижной системе отсчёта, r (t) – радиус – вектор, проведённый в точку Р из той точки, в которой находился заряд в момент времениt.

Вихревое электрическое поле

Магнитное поле

Электрическое поле

порождает

Вихревое электрическое поле – это поле у которого линии напряжённости нигде не начинаются и не кончаются, а представляют собой замкнутые линии, подобные линиям индукции магнитного поля.

При этом наличие проводящего контура, например, витка катушки, не меняет существа дела. Проводник с запасом свободных электронов (или других частиц) лишь позволяет обнаружить возникающее электрическое поле. Поле приводит в движение электроны в проводнике и тем самым обнаруживает себя. Сущность явления электромагнитной индукции в неподвижном проводнике состоит не столько в появлении индукционного тока, сколько в возникновении электрического поля, которое приводит в движение электрические заряды. Электрическое поле, возникающее при изменении магнитного поля, имеет совсем другую структуру, чем электростатическое поле.

Пространственный аспект.

Замечено, что чем быстрее меняется магнитная индукция, тем больше напряжённость электрического поля.

Левый винт	В соответствии с правилом Ленца при возрастании магнитной индукции В направление вектора напряжённости Е электрического поля образует левый винт с направлением вектора В. Это означает, что при вращении винта с левой нарезкой в направлении линий напряжённости электрического поля поступательное перемещение винта совпадает с направлением вектора магнитной индукции.
Правый винт	При убывании магнитной индукции В направление вектора напряжённости Е образует правый винт с направлением вектора В.

Работа вихревого электрического поля.

Направление силовых линий напряжённности Е совпадает с направлением индукционного тока. Сила, действующая со стороны вихревого электрического поля на заряд q (сторонняя сила), по-прежнему равна F=qE. Но в отличие от стационарного электрического поля работа вихревого поля на замкнутом пути не равна нулю. Ведь при перемещении заряда вдоль замкнутой линии напряжённости электрического поля работа на всех участках пути имеет один и тот же знак, так как сила и перемещение совпадают по направлению. Так как = A/q, то работа вихревого электрического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого неподвижного проводника численно равна ЭДС индукции в этом проводнике.