Конспекты лекций по электродинамике. Розман Г.А. - 12 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

12
Èç ðèñóíêà âèäíî, ÷òî ÷àñòü ñôåðû âèäíà ïîä ïîëîæèòåëüíûì
òåëåñíûì óãëîì, à äðóãàÿ ÷àñòü  ïîä òåì æå, íî îòðèöàòåëüíûì óãëîì
(ïî íàøåé äîãîâîð¸ííîñòè).
Èìååì äâà ñëó÷àÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïîòîêà âåêòîðà ýëåêòðè÷åñêîé
èíäóêöèè:
==
0
Q
SdDN
r
r
.
Ïîëó÷åííûé ðåçóëüòàò ìîæíî ôîðìóëèðîâàòü òàê: åñëè âíóòðè
ðàññìàòðèâàåìîãî îáú¸ìà ðàñïîëîæåíû ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû, òî ïîëíûé
ïîòîê âåêòîðà ýëåêòðè÷åñêîé èíäóêöèè ÷èñëåííî ðàâåí âåëè÷èíå çàðÿäà
Q, íàõîäÿùåãîñÿ âíóòðè îáú¸ìà. Ìîæíî ñäåëàòü åù¸ îäèí âûâîä: ëèíèè
âåêòîðà ýëåêòðè÷åñêîé èíäóêöèè íà÷èíàþòñÿ íà îäíèõ è çàêàí÷èâàþòñÿ
íà äðóãèõ çàðÿäàõ. Óñëîâíî ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî ëèíèè íà÷èíàþòñÿ íà
ïîëîæèòåëüíûõ çàðÿäàõ, à çàêàí÷èâàþòñÿ íà îòðèöàòåëüíûõ; ÷èñëî ëèíèé
ñîâïàäàåò ñ ÷èñëîì çàðÿäîâ. Âòîðîé ðåçóëüòàò ìîæíî èñòîëêîâàòü òàê:
åñëè âíóòðè îáú¸ìà íåò ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ, òî, ñêîëüêî ëèíèé âîéä¸ò
â îáú¸ì ÷åðåç ïîâåðõíîñòü, ñòîëüêî æå è âûéäåò.
§3. Ïîëíûé òîê
(òîê ïðîâîäèìîñòè è òîê ñìåùåíèÿ)
Ëþáîå íàïðàâëåííîå äâèæåíèå ðåàëüíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ
íàçûâàåòñÿ ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì. Ýòîò òîê ÷àñòî íàçûâàþò òîêîì
ïðîâîäèìîñòè (ïîòîê ýëåêòðîíîâ, ïîçèòðîíîâ, ïîëîæèòåëüíûõ è
îòðèöàòåëüíûõ çàðÿæåííûõ èîíîâ è ò. ä.). Ðàññìàòðèâàÿ ðîëü ñðåäû,
Ôàðàäåé óñòàíîâèë å¸ îãðîìíóþ ðîëü â ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ
ÿâëåíèÿõ. Äëÿ îïèñàíèÿ ýòîãî âëèÿíèÿ ñðåäû îí è ââ¸ë âåêòîð
ýëåêòðè÷åñêîé èíäóêöèè; ïåðâîíà÷àëüíî îí íàçûâàëñÿ âåêòîðîì
ñìåùåíèÿ. Êîãäà Ìàêñâåëë ïðèäàë èäåÿì Ôàðàäåÿ ìàòåìàòè÷åñêóþ
çàïèñü, îí ââ¸ë ïîíÿòèå òîêà ñìåùåíèÿ. Âìåñòå ñ òîêîì ïðîâîäèìîñòè
òîê ñìåùåíèÿ îáðàçóåò ïîëíûé òîê â öåïè.
      Èç ðèñóíêà âèäíî, ÷òî ÷àñòü ñôåðû âèäíà ïîä ïîëîæèòåëüíûì
òåëåñíûì óãëîì, à äðóãàÿ ÷àñòü – ïîä òåì æå, íî îòðèöàòåëüíûì óãëîì
(ïî íàøåé äîãîâîð¸ííîñòè).
     Èìååì äâà ñëó÷àÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïîòîêà âåêòîðà ýëåêòðè÷åñêîé
èíäóêöèè:
                               r r Q
                               ∫
                           N = DdS =  .
                                     0
      Ïîëó÷åííûé ðåçóëüòàò ìîæíî ôîðìóëèðîâàòü òàê: åñëè âíóòðè
ðàññìàòðèâàåìîãî îáú¸ìà ðàñïîëîæåíû ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû, òî ïîëíûé
ïîòîê âåêòîðà ýëåêòðè÷åñêîé èíäóêöèè ÷èñëåííî ðàâåí âåëè÷èíå çàðÿäà
Q, íàõîäÿùåãîñÿ âíóòðè îáú¸ìà. Ìîæíî ñäåëàòü åù¸ îäèí âûâîä: ëèíèè
âåêòîðà ýëåêòðè÷åñêîé èíäóêöèè íà÷èíàþòñÿ íà îäíèõ è çàêàí÷èâàþòñÿ
íà äðóãèõ çàðÿäàõ. Óñëîâíî ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî ëèíèè íà÷èíàþòñÿ íà
ïîëîæèòåëüíûõ çàðÿäàõ, à çàêàí÷èâàþòñÿ íà îòðèöàòåëüíûõ; ÷èñëî ëèíèé
ñîâïàäàåò ñ ÷èñëîì çàðÿäîâ. Âòîðîé ðåçóëüòàò ìîæíî èñòîëêîâàòü òàê:
åñëè âíóòðè îáú¸ìà íåò ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ, òî, ñêîëüêî ëèíèé âîéä¸ò
â îáú¸ì ÷åðåç ïîâåðõíîñòü, ñòîëüêî æå è âûéäåò.


                        §3. Ïîëíûé òîê
              (òîê ïðîâîäèìîñòè è òîê ñìåùåíèÿ)

     Ëþáîå íàïðàâëåííîå äâèæåíèå ðåàëüíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ
íàçûâàåòñÿ ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì. Ýòîò òîê ÷àñòî íàçûâàþò òîêîì
ïðîâîäèìîñòè (ïîòîê ýëåêòðîíîâ, ïîçèòðîíîâ, ïîëîæèòåëüíûõ è
îòðèöàòåëüíûõ çàðÿæåííûõ èîíîâ è ò. ä.). Ðàññìàòðèâàÿ ðîëü ñðåäû,
Ôàðàäåé óñòàíîâèë å¸ îãðîìíóþ ðîëü â ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ
ÿâëåíèÿõ. Äëÿ îïèñàíèÿ ýòîãî âëèÿíèÿ ñðåäû îí è ââ¸ë âåêòîð
ýëåêòðè÷åñêîé èíäóêöèè; ïåðâîíà÷àëüíî îí íàçûâàëñÿ âåêòîðîì
ñìåùåíèÿ. Êîãäà Ìàêñâåëë ïðèäàë èäåÿì Ôàðàäåÿ ìàòåìàòè÷åñêóþ
çàïèñü, îí ââ¸ë ïîíÿòèå òîêà ñìåùåíèÿ. Âìåñòå ñ òîêîì ïðîâîäèìîñòè
òîê ñìåùåíèÿ îáðàçóåò ïîëíûé òîê â öåïè.
                                 12