Вокруг движущихся эл зарядов существует. Магнитное поле движущегося заряда

Вокруг любого проводника с током, т. е. вокруг движущихся электрических зарядов, существует магнитное поле .
Магнитное поле создаётся не только электрическим током, но и постоянными магнитами .
С направлением тока в проводнике связано направление магнитных линий магнитного поля. Это направление указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля.

При изменении направления тока в проводнике на противоположное магнитные стрелки поворачиваются на 180°. Это указывает на соответствующее изменение направления силовых линий поля.
Магнитные полюса Земли не совпадают с географическими.
Северный магнитный полюс Земли находится вблизи Южного географического полюса.
Южный магнитный полюс Земли находится вблизи Северного географического полюса.

Проверь себя

Магнитное поле существует:
1. вокруг неподвижных электрических зарядов
2. вокруг движущихся электрических зарядов и постоянных магнитов
3. только вокруг постоянных магнитов
4. ни в одном из перечисленных случаев
Опыт Эрстеда доказал, что:
1. вокруг проводника с током существует магнитное поле
2. вокруг проводника с током не существует магнитного поля
3. проводник с током взаимодействует с магнитной стрелкой
4. два параллельных проводника с током взаимодействуют друг с другом
Магнитные линии магнитного поля представляют собой:
1. замкнутые кривые, охватывающие проводник
2. прямые линии, расположенные по направлению тока в проводнике
3. линии, расположенные против направления тока в проводнике
4. линии, перпендикулярные проводнику с током

Вокруг катушки с током:
1. возникает магнитное поле
2. не возникает магнитное поле
3. в одних случаях возникает магнитное поле, в других исчезает
В электродвигателе происходит преобразование:
1. энергии движущихся зарядов в механическую работу
2. кинетической энергии молекул в механическую работу
3. кинетической энергии в потенциальную
4. механической энергии в энергию электрического тока

Магнитное поле движущегося заряда может возникать вокруг проводника с током. Так как в нем движутся электроны, обладающие элементарным электрическим зарядом. Также его можно наблюдать и при движении других носителей зарядов. Например, ионов в газах или жидкостях. Это упорядоченное движение носителей зарядов, как известно, вызывает в окружающем пространстве возникновение магнитного поля. Таким образом, можно предположить, что магнитное поле независимо от природы тока его вызывающего возникает и вокруг одного заряда находящегося в движении.

Общее же поле в окружающей среде формируется из суммы полей создаваемых отдельными зарядами. Этот вывод можно сделать исходя из принципа суперпозиции. На основании различных опытов был получен закон, который определяет магнитную индукцию для точечного заряда. Это заряд свободно перемещается в среде с постоянной скоростью.

Формула 1 — закон электромагнитной индукции для движущегося точечного заряда

Где r радиус-вектор, идущий от заряда к точке наблюдения

Q заряд

V вектор скорости движения заряда

Формула 2 — модуль вектора индукции

Где альфа это угол между вектором скорости и радиус вектором

Эти формулы определяют магнитную индукцию для положительного заряда. Если ее необходимо рассчитать для отрицательного заряда то нужно подставить заряд со знаком минус. Скорость движения заряда определяется относительно точки наблюдения.

Чтобы обнаружить магнитное поле при перемещении заряда можно провести опыт. При этом заряд не обязательно должен двигаться под действием электрических сил. Первая часть опыта состоит в том, что по проводнику круговой формы проходит электрический ток. Следовательно, вокруг него образуется магнитное поле. Действие, которого можно наблюдать при отклонении магнитной стрелки находящейся рядом с витком.

Рисунок 1 — круговой виток с током воздействует на магнитную стрелку

На рисунке изображён виток с током, слева показана плоскость витка справа плоскость перпендикулярная ей.

Во второй части опыта мы возьмем сплошной металлический диск, закрепленный на оси от которой он изолирован. При этом диску сообщен электрический заряд, и он способен быстро вращаться вокруг своей оси. Над диском закреплена магнитная стрелка. Если раскрутить диск с зарядом, то можно обнаружить что стрелка вращается. Причем это движение стрелки будет таким же, как при движении тока по кольцу. Если при этом изменить заряд диска или направление вращения, то и стрелка будет отклоняться в другую сторону.

Электрическое поле — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных частиц.

Введение понятия электрического поля понадобилось для объяснения взаимодействия электрических зарядов , т. е. для получения ответа на вопросы: почему возникают силы , действующие на заряды, и как они передаются от одного заряда к другому?

Понятия электрического и магнитного полей ввел великий английский физик Майкл Фарадей. Согласно идее Фарадея, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле . Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.

С введением понятия поля в физике утвердилась теория близкодействия , главным отличием которой от теории дальнодействия является идея о существовании определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время.

Идея эта получила подтверждение в работах великого английского физика Дж. К. Максвелла, который теоретически доказал, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью — с , равной скорости света в вакууме (300 000 км/с). Экс-периментальным доказательством этого утверждения явилось изобретение радио.

Электрическое поле возникает в пространстве, окружающем неподвижный заряд, точно так же, как вокруг движущихся зарядов — токов либо постоянных магнитов — возникает магнитное поле. Магнитные и электрические поля могут превращаться друг в друга, образуя единое элект-ромагнитное поле. Электрическое поле (как и магнитное) является лишь частным случаем обще-го электромагнитного поля. Переменные электрические и магнитные поля могут существовать и без зарядов и токов , их породивших. Электромагнитное поле переносит определенную энергию, а также импульс и массу. Таким образом, электромагнитное поле — физическая сущность, обла-дающая определенными физическими свойствами.

Итак, природа электрического поля состоит в следующем:

1. Электрическое поле материально, оно существует независимо от нашего сознания.

2. Главным свойством электрического поля является действие его на электрические заряды с некоторой силой. По этому действию устанавливается факт его существования. Действие поля на единичный заряд — напряженность поля — является одной из его основных ха-рактеристик, по которой изучается распределение поля в пространстве.

Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим . Со временем оно не меняется, неразрывно связано с зарядами, его породившими, и существует в пространстве, их окружающем.

На вопрос Магнитное поле образуется движущимся зарядом? заданный автором Двутавровый лучший ответ это Все именно так. Движение относительно. Поэтому магнитное поле будет наблюдаться в той системе, относительно которой движется заряд. Чтобы получилось магнитное поле, вовсе не обязательно движение двух разноименно заряженных частиц. Просто при протекании тока в проводниках заряды скомпенсированы и более слабые (по сравнению с электростатическими) магнитные эффекты выходят на первый план.
Расчеты по выводу уравнений магнитных полей из СТО и кулоновского поля можно найти в любом учебнике по электродинамике. Например в Фейнмановских лекциях по физике, т. 5 (Электричество и магнетизм) Гл. 13 (Магнитостатика) в §6 подробно рассмотрен как раз этот вопрос.
Учебник можно найти по ссылке http:// lib. homelinux. org/_djvu/P_Physics/PG_General courses/Feynman/Fejnman R., R.Lejton, M.Se"nds. Tom 5. E"lektrichestvo i Magnetizm (ru)(T)(291s).djvu
Много интересного есть и в 6-м томе (Электродинамика) .
http:// lib. homelinux. org/_djvu/P_Physics/PG_General courses/Feynman/Fejnman R., R.Lejton, M.Se"nds. Tom 6. E"lektrodinamika (ru)(T)(339s).djvu
(уберите только лишние пробелы в адресе сайта)
А излучение и магнитное поле от заряженной палочки, которой размахиваете, будет малым не из-за скорости, а из-за ничтожности заряда (и величины тока, создаваемого движением столь малого заряда - можете посчитать сами).

Ответ от Просачиваться [гуру]
Само понятие движения относительно. Поэтому да, в одной системе координат магнитное поле будет, в другой оно будет другим, в третьей его вовсе не будет. На самом деле магнитного поля вообще нет, просто эффекты специальной теории относительности для движущихся зарядов удобно описывать введением фиктивного поля, называемого магнитным и сильно упрощающего расчеты. До появления теории относительности магнитное поле считали самостоятельной сущностью и лишь потом установили, что приписываемые ему силы прекрасно рассчитываются и без него на основе теории относительности и закона Кулона. Но, конечно, теорию относительности куда сложнее применять практически, чем правило буравчика 😉 И так как электрическое и магнитное поле оказываются тесно связаны (хотя второе - наглядная интерпретация следствий изменений первого) , говорят о едином электромагнитном поле.
А насчет бегания по комнате с заряженной палочкой, тут и теории относительности не надо - конечно, образуется магнитное поле, излучаются волны и так далее, только очень слабые. Посчитать напряженность создаваемого поля - задача для школьника.

Ответ от Посовеститься [гуру]
Ну вот, опять курил в туалете вместо физики.. . Учебник слабо открыть? Там чётко написано "электромагнитное поле" и т. д. и т. л. Любят у нас лисапеты сочинять да вечные двигатели придумывать. На торсионных полях..

Ответ от VintHeXer [активный]
Вообще ИМХО по закону Ампера и ещё какой-то очень умной формулы, имеющей в записи синус угла, уже показывает, что нужно движение заряженной частицы в проводнике (опять же ИМХО) , тк сила тока будет при напряжении и сопротивлении.. . Напряжение вродь как есть (частица то заряжена) , а вот сопротивление в вакууме.. .
А вообще хрен знает.. . Особенно про движение зар-ой частицы в вакууме))

Ответ от Krab Вark [гуру]
Ну, подробный вывод надо искать в учебниках физики. Такой можно скачать, например, тут:)
"хоть и с Вашей помощью – но дети постепенно выведут магнитное притяжение или отталкивание токов в электронейтральных проводниках из закона Кулона и теории относительности. Для них это будет чудо, сотворенное собственными руками. Большего в средней школе не требуется. В университете им небрежно объяснят, как из закона Кулона для неподвижных зарядов и формул преобразований квадратичных дифференциальных форм в теории относительности следуют уравнения электромагнитных полей Максвелла. "
А вообще надо в таких вопросах ставить галочку в поле возможности делать комментарии.. .

Магнитное поле на Википедии
Посмотрите статью на википедии про Магнитное поле