Вихревое электрическое поле.

 

Как известно, циркуляция вектора напряженности электростатического поля равна нулю (как и работа электростатических сил по замкнутому контуру) –

(18.6)

Выше было показано (раздел 15.3, формула (15.10)), что ЭДС представляет собой работу сторонних сил по перемещению единичного заряда по замкнутому контуру:

.(18.7)

 

В разделе 18.1. была приведена формула закона Фарадея (18.1).

Из сопоставления этих двух формул следует, что возникающее при изменении магнитного потока электрическое поле является не электростатическим, а вихревым – циркуляция вектора его напряженности отлична от нуля:

.(18.8)

В дифференциальной форме:

.(18.9)

Направление закрученности силовых линий вихревого электрического поля определяется направлением вектора (рис. 18.4 и 18.5).

Рис. 18.4. Возникновение вихревого электрического поля
при уменьшении индукции магнитного поля

Рис. 18.5. Возникновение вихревого электрического поля
при увеличении индукции магнитного поля

 

Механизм возникновения тока индукции

Опыт 1

 

Условия (рис. 18.6): 1) поле – постоянное B ¹ B (t) и однородное

B ¹ B (x, y, z);

2) проводящий контур (отрезок проводника длиной

перемещается относительно наблюдателя).

Рис. 18.6. Действие магнитной силы на заряд
в движущемся проводнике

Направление индукционного тока I_i определяется правилом Ленца и соответствует перемещению проводника вправо, при котором .

С точки зрения наблюдателя, относительно которого контур движется, движущей силой, т.е. силой, действующей на заряды, является магнитная сила Лоренца, являющаяся сторонней силой (рис. 18.6).

Тогда

(18.10)

Если , то

.(18.11)

С другой стороны

,(18.12)

что соответствует закону Фарадея.