Безвихревое (rotE = 0) потенциальное электростатическое поле образуется постоянными точечными или распределенными электрическими зарядами при полном отсутствии в области поля электрических токов и переменного магнитного поля. Из уравнений Максвелла следует, что локально в каждой точке такого поля выполняются условия

Следует заметить, что стационарное магнитное поле не влияет на электростатическое поле, и они могут существовать независимо в одной и той же области.

Что касается безвихревого (rotH = 0) потенциального магнитостатического поля, то оно может быть только ограниченной частью всего стационарного вихревого магнитного поля. Действительно, магнитное поле всегда вихревое и невихревой может быть только часть этого поля, причем такая часть, через которую не проходят электрические токи, образующие всё стационарное вихревое магнитное поле. Так магнитное поле соленоида при постоянном токе будет стационарным и вихревым, но любая часть этого поля не будет вихревой, если ее ограничить такой замкнутой поверхностью, в которой ток соленоида окажется сторонним. Именно сторонние постоянные токи и являются источником магнитостатического поля. В соответствии с уравнениям Максвелла локально в каждой точке магнитостатического поля должны выполняться условия

Как видно, стационарное электрическое поле не влияет на магнитостатическое поле и эти два поля, могут существовать независимо в одной и той же области. Таким образом, статические электрические и магнитные потенциальные поля реальны и могут существовать не только по отдельности, но и совместно в одной области, когда они образуют статическое электромагнитное поле.

Следует заметить, что условие rotH = const может быть выполнено только в случае постоянного тока проводимости, когда ток смещения не возможен, т.е. при условии

Таким образом, первое и второе уравнения Максвелла для стационарных вихревых полей приводятся к дифференциальной форме в виде

и соответственно к интегральной форме в виде

Левая часть этих уравнений определяет стационарные вихревые поля, а правая – их источники. Как видно из уравнений, стационарное вихревое магнитное поле образуется постоянным электрическим током. При этом электрический ток может иметь разное происхождение. Это может быть ток проводимости, ток переноса, конвективный ток и другие постоянные токи, поскольку каждый из них в одинаковой мере возбуждает стационарное вихревое магнитное поле.

Что же касается стационарного вихревого электрического поля, то оно как видно из уравнений Максвелла, не имеет своего токового источника и это естественно. Формально можно полагать, что источником такого поля мог бы быть постоянный магнитный ток, связанный с движением магнитных зарядов. Но магнитных зарядов нет и нет магнитного тока. В природе нет также и иных постоянных источников, способных возбуждать стационарное вихревое электрическое поле в длительном режиме.

Стационарное вихревое электрическое поле может быть возбуждено только переменным магнитным полем и только в режиме единичного импульса, когда согласно условию ∂Φ_B/∂t = const магнитный поток Φ_B либо линейно нарастает от нуля до своего возможного максимума, либо наоборот линейно падает от этого максимума до нуля.

Таким образом, стационарное вихревое электрическое поле в длительном постоянном режиме не может быть образовано из-за отсутствия в природе постоянного источника такого поля.

Отсюда следует, что генерирование продолжительного постоянного тока стационарным вихревым электрическим полем физически не реально. По этой причине в промышленном производстве электроэнергии переменный ток стал физически неизбежной альтернативой постоянному току.

Постоянный электрический ток в токопроводе возбуждает при этом стационарное вихревое магнитное поле и внутри и вне токопровода. Наложение этого стационарного вихревого магнитного поля на стационарные невихревые электрические поля (внутреннее и внешнее) приводит к образованию двух стационарных электромагнитных полей, связанных с постоянным током. Таким образом, стационарные электромагнитные поля могут быть образованы взаимозависимыми стационарными полями E и B, связанными с постоянным током.
———————
Спонсор дня: хорошая московская типография «Алмаз-принт», где можно без проблем напечатать газеты, журналы, да и те же учебники или методические материалы по физике. Типография работает уже более 10 лет на продвинутом оборудовании и отличается высоким качеством работы, стабильностью и низкими ценами.

Нестационарные уравнения Максвелла в таком виде выражают фундаментальный физический закон о том, что переменное электрическое поле способно возбудить вихревое магнитное поле точно так же, как и переменное магнитное поле способно возбудить вихревое электрическое поле. Этот закон привел к предсказанию электромагнитных волн и его следует считать одним из великих открытий в физике. Вихревые поля (rot H, rot E)  могут быть сильными и слабыми, постоянными и переменными. Все зависит от производных ∂D/∂t и ∂B/∂t,  т.е. от того, в каком темпе и по какой закономерности изменяется исходное переменное поле.

Таким образом, в вакууме и в идеальных диэлектриках, где ток проводимости исключен, нестационарные электрические и магнитные поля в полной мере подобны друг другу по результатам своего действия, т.е. по возбуждению вихревых полей. В точках, где E переменно, там же возбуждаются локальные вихревые магнитные поля. Аналогично локальные вихревые электрические поля возбуждаются в тех точках, где переменно H.
——————–
Спонсоры дня:
Отличные металлические сварные заборы высокого качества от группы компаний klin-doors.ru. Вы можете выбрать дизайн забора из широкого ассортимента предложенных вариантов. Доступные цены и приятный персонал.
—
Если Вам нужно оперативно напечатать фото на документы, то обязательно воспользуйтесь удобной программой «Фото на документы Профи», которая поддерживает все современные операционные системы и форматы фотографий. Помимо этого можно также «на лету» менять одежду на фотографиях, используя шаблоны изображений.

Этот закон является фундаментальным и состоит в том, что локальный источник поля  divD образуется только в тех точках пространства, где есть плотность заряда ρ, а поток поля через замкнутую поверхность S возникает только в том случае, когда внутри этой поверхности есть электрический заряд q.

Иначе обстоит вопрос о зарядовом источнике магнитного поля. Хотя и доказано, что элементарный магнитный заряд (монополь Дирака) физически вполне возможен, однако его реальное существование до сих пор не установлено, как не обнаружено и существование макроскопического магнитного заряда. Практическое отсутствие  в природе магнитного заряда проявляет себя по отношению к магнитному полю как фундаментальный физический закон, выраженный четвертым уравнением Максвелла

Таким образом, магнитное поле в отличие от электрического не имеет своего зарядового источника. Но отсутствие зарядового источника не накладывает запрета на существование самого магнитного поля. В уравнении  divΒ = 0 лишь утверждается, что силовая линия вектора Β всюду непрерывна, она нигде не начинается и нигде не заканчивается, она всегда замкнута сама на себя и является вихревой линией. Поле с такими линиями связано с иными не зарядовыми источниками, а именно с электрическими токами разного происхождения.

Магнитный поток, образованный вихревыми линиями вектора Β, сам является вихревым. Входя в любую замкнутую поверхность S, он по определению считается отрицательным Φ_-, а, выходя из нее, ― считается положительным Φ₊. Из-за отсутствия магнитного заряда магнитный поток внутри поверхности  измениться не может, поэтому Φ₊ = Φ_-, а Φ₊ + Φ_- = 0, т.е. результирующий магнитный поток ∫ΒdS через замкнутую поверхность S всегда равен нулю, иного не бывает и быть не может.