Магнитное поле движущегося заряда

Каждый проводник с током создает в окружающем пространстве магнит­ное поле. Электрический же ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Поэтому можно сказать, что любой движущийся в ва­кууме или в среде заряд создает вокруг себя магнитное поле. В результате обобщения опытных данных был установлен закон, определяющий поле В то­чечного заряда Q, свободно движущегося со скоростью v. Под свободным дви­жением заряда понимается его движение с постоянной скоростью. Этот закон выражается формулой

Рис. 38

, (3.14) где -радиус-вектор, проведенный от заряда Q к точке наблюдения М (рис.38).

Согласно выражению (3.14), вектор направлен перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы и , а именно: его направление совпадает с на­правлением поступательного движения правого винта при его вращении от к .

Модуль магнитной индукции (3.14) вычисляется по формуле

, (3.15)

где α - угол между векторами и .

Сравнивая выражения (3.3) и (3.14), видим, что движущийся заряд по сво­им магнитным свойствам эквивалентен элементу тока:

Приведенные закономерности (3.14) и (3.15) справедливы лишь при малых скоростях (v<<c) движущихся зарядов, когда электрическое поле свободно движущегося заряда можно считать электростатическим, т.е. создаваемым не­подвижным зарядом, находящимся в той точке, где в данный момент времени находится движущийся заряд.

Формула (3.14) определяет магнитную индукцию положительного заряда, движущегося со скоростью v. Если движется отрицательный заряд, то Q надо заменить на -Q. Скорость v - относительная скорость, т.е. скорость относитель­но наблюдателя. Вектор В в рассматриваемой системе отсчета зависит как от времени, так и от положения точки М наблюдателя. Поэтому следует подчерк­нуть относительный характер магнитного поля движущегося заряда. Магнитное поле свободно движущихся зарядов было измерено академиком А.Ф.Иоффе.