Вихревое электрическое поле

Из закона Фарадея (см.14.2) следует, что любое изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции приводит к возникновению электродвижущей силы (э.д.с.) индукции и вследствие этого появляется индукционный ток. Следовательно, возникновение э.д.с. электромагнитной индукции возможно и в неподвижном контуре, находящемся в переменном магнитном поле. Однако э.д.с. влюбой цепи возникает только тогда, когда в ней на носители тока действуют сторонние силы – силы неэлектростатического происхождения. Поэтому возникает вопрос о природе сторонних сил в данном случае.

Опыт показывает, что возникновение таких сторонних сил нельзя объяснить силами Лоренца, так как они на неподвижные заряды не действуют. Максвелл высказал гипотезу, что всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле, которое и является причиной возникновения индукционного тока в контуре. Согласно представлениям Максвелла, контур, в котором появляется э.д.с., играет второстепенную роль, являясь своего рода лишь «прибором», обнаруживающим это поле.

Итак, по Максвеллу, изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое поле Ев, циркуляция которого, по (15.1),

(26.1)

частная производная учитывает зависимость потока магнитной индукции только от времени.

Подставив в формулу (27.1) выражение , получим

Так как контур и поверхность неподвижны, то операции дифференцирования и интегрирования можно поменять местами. Следовательно,

. (26.2)

В электростатике доказывается, что циркуляция вектора напряженности электростатического поля (обозначим его ЕQ вдоль любого замкнутого контура равна нулю. Таким образом, между рассматриваемыми полями (ЕВ и ЕQ) имеется принципиальное различие: циркуляция вектора ЕB в отличие от циркуляции вектора ЕQ не равна нулю. Следовательно, электрическое поле ЕВ, возбуждаемое магнитным полем, как и само магнитное поле, является викревым.