Вихревое электрическое поле

Вихревое электрическое полеЗакон электромагнитной индукции позволяет найти только ЭДС, действующую в контуре, но не величину и направление вектора индуцированного электрического поля!!! Вектор поля в данной точке пространства можно теоретически найти, решив уравнения, описывающие полностью электромагнитное поле (это знаменитые уравнения Максвелла). 

В простых случаях симметричного распределения полей в пространстве можно отыскать величину и направление самого вектора электрического поля.

Пример: магнитное поле создано длинным соленоидом, ток через который равномерно увеличивается со временем. Проводящее кольцо охватывает этот соленоид и расположено так, что плоскость кольца перпендикулярна вектору индукции магнитного поля внутри соленоида.

Серые длинные цилиндры на рисунках обозначают длинные соленоиды, которые только изображены короткими. На картинке слева соленоид и проводящее кольцо не соосны, а на картинке справа — соосны.

Во втором (симметричном) случае свободные заряженные частицы в проводящем кольце движутся внутри материала кольца под действием силы: и сил сопротивления в материале проводника.

В первом случае (несимметричном) в материале кольца произойдет перераспределение зарядов и кроме вихревого электрического поля внутри кольца появится и потенциальное электрическое поле (Конечно, электрическое поле едино, но его можно представить в виде суперпозиции двух распределений, одно из которых соответствует вихревой «части» поля, а другое — потенциальной.). Процесс перераспределения зарядов, естественно, занимает некоторое время.

Вихревое электрическое поле существует в пространстве и без проводников, в которых регистрируется индукционный ток. В отличие от электростатического поля, электрическое поле, индуцированное изменением магнитного поля, не обладает свойством потенциальности. Его силовые линии нигде не начинаются и нигде не заканчиваются. Такое поле называют вихревым или (по аналогии с магнитным полем) — соленоидальным. Силы, действующие на заряженные частицы со стороны этого поля, являются сторонними силами в соответствии с определениями, которые мы дали раньше. Проводники позволяют получить ток зарядов и зарегистрировать наличие вихревого поля с помощью измерительных приборов.

На тех участках электрической цепи, где действует одна или другая причина появления ЭДС ЭМИ, свободные заряженные частицы смещаются, при этом на других участках электрической цепи появляется электростатическое (потенциальное) поле, которое заставляет свободные заряженные частицы двигаться и в этих участках цепи.