Магнитное поле движущегося заряда

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

(5.1)

где r – радиус-вектор, проведенный от заряда Q к точке наблюдения М (рис.9).

Рис.9. К определению магнитного поля движущегося заряда.

Согласно выражению (5.1), вектор В направлен перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы v и r, причем вращение вокруг вектора v в направлении вектора В образует с направлением v правовинтовую систему.

Модуль магнитной индукции (2.2) вычисляется по формуле

, (5.2)

где α – угол между векторами v и r. Сравнивая выражения (2.1) и (5.1), видим, что движущийся заряд по своими магнитным свойствам эквивалентен элементу тока:

I d l = Q v.

Приведенные закономерности (5.1) и (5.2) 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. Однако следует отметить, что это электростатическое поле перемещается вместе с зарядом, т.е. поле в каждой точке пространства изменяется во времени.