Магнітне поле рухомого заряду

Магнітне поле рухомого заряду може виникати навколо провідника зі струмом. Так як в ньому рухаються електрони, що володіють елементарним електричним зарядом. Також його можна спостерігати і при русі інших носіїв зарядів. Наприклад, іонів в газах або рідинах. Це впорядкований рух носіїв зарядів, як відомо, викликає в навколишньому просторі виникнення магнітного поля. Таким чином, можна припустити, що магнітне поле незалежно від природи струму його викликає виникає і навколо одного заряду знаходиться в русі.

Загальна ж поле в навколишньому середовищі формується з суми полів створюваних окремими зарядами. Цей висновок можна зробити виходячи з принципу суперпозиції. На підставі різних дослідів було отримано закон, який визначає магнітну індукцію для точкового заряду. Це заряд вільно переміщається в середовищі з постійною швидкістю.

Формула 1 - закон електромагнітної індукції для рухомого точкового заряду

Де r радіус-вектор, що йде від заряду до точки спостереження

V вектор швидкості руху заряду

Формула 2 - модуль вектора індукції

Де альфа це кут між вектором швидкості і радіус вектором

Ці формули визначають магнітну індукцію для позитивного заряду. Якщо її необхідно розрахувати для негативного заряду то потрібно підставити заряд зі знаком мінус. Швидкість руху заряду визначається щодо точки спостереження.

Щоб виявити магнітне поле при переміщенні заряду можна провести досвід. При цьому заряд не обов'язково повинен рухатися під дією електричних сил. Перша частина досвіду полягає в тому, що по провіднику кругової форми проходить електричний струм. Отже, навколо нього утворюється магнітне поле. Дія, якого можна спостерігати при відхиленні магнітної стрілки знаходиться поруч з витком.

Малюнок 1 - кругової виток зі струмом впливає на магнітну стрілку

На малюнку зображений виток зі струмом, зліва показана площина витка справа площину перпендикулярна їй.

У другій частині досвіду ми візьмемо суцільний металевий диск, закріплений на осі від якої він ізольований. При цьому диску повідомлено електричний заряд, і він здатний швидко обертатися навколо своєї осі. Над диском закріплена магнітна стрілка. Якщо розкрутити диск з зарядом, то можна виявити що стрілка обертається. Причому цей рух стрілки буде таким же, як при русі струму по кільцю. Якщо при цьому змінити заряд диска або напрямок обертання, то і стрілка буде відхилятися в інший бік.

Малюнок 2 - обертається проводить заряджений диск

З цих дослідів можна зробити висновок, що незалежно від природи виникнення електричного струму. А також від носіїв зарядів, які його забезпечують. Магнітне поле виникає навколо всіх рухомих зарядів.