Электрический ток и магнитное поле

Магнитной силы не существует. Это полезная фикция, часть того, что на самом деле является электромагнитным полем.

То, что кажется магнитным полем, на самом деле просто электрические поля, меняющиеся по направлению или интенсивности. Если проанализировать ситуацию с помощью специальной теории относительности, можно увидеть, что она имеет именно те эффекты, которые мы наблюдаем экспериментально.

Максвелл, блестящий человек, используя имеющиеся у нас тогда знания и экспериментальные наблюдения, вывел четыре уравнения, которые точно описывают электрические и магнитные поля. Но пока еще никто не открыл относительность.

Представьте себе два провода, параллельных друг другу, на небольшом расстоянии друг от друга. Они имеют общий нейтральный заряд, имея столько же электронов, сколько и протонов.

Теперь предположим, что по каждому проводу течет ток электронов в противоположных направлениях. В целом он по-прежнему нейтрален.

Но посмотрите на это с точки зрения системы отсчета отдельного электрона. Все его собратья, движущиеся вместе с ним, кажутся нормальными. Но электроны, движущиеся в противоположном направлении в другом проводе, кажутся ближе друг к другу из-за Лоренцева сокращения, что является сокращением длины из-за специальной теории относительности. Для этих электронов электроны в этом проводе кажутся ближе друг к другу. Ну, протоны в каждом проводе также кажутся ближе друг к другу (с точки зрения движущихся электронов) из-за Лоренцева сокращения, но с половинной скоростью (упрощение).

Таким образом, для движущихся электронов другой провод кажется имеющим больше отрицательных зарядов, чем положительных, и поэтому они отталкиваются. Положительные ядра тянутся за собой. Обратите внимание, что я ни разу не упомянул магнитное поле. Если я рассчитаю эффекты этого (многие люди умнее меня это сделали), то отталкивание между проводами точно согласуется с уравнениями Максвелла и с экспериментальными результатами с точностью до многих-многих знаков после запятой.

Если повторить этот пример, заставив электроны двигаться в одном направлении, провода притянутся, как показывают экспериментальные результаты.

Вы можете подумать, что, ну, скорость дрейфа электронов очень мала даже для очень больших токов. Но их ОГРОМНОЕ количество движется, 6,24x10^18 на каждый ампер тока. И электрическое поле ОЧЕНЬ мощное, так что все это складывается. И на самом деле создаваемые магнитные поля относительно слабы. Нам нужно намотать много витков вокруг электромагнита и поместить в него железный сердечник, чтобы усилить эффект. Каждый виток вокруг катушки добавляет поле, хотя это тот же ток. Таким образом, два провода в петле с текущим током 1 А создают тот же самый «магнитный» эффект поля, что и один более толстый провод с текущим током А. И нередко можно сделать электромагнит с тысячей витков или более и добавить железный сердечник, чтобы еще больше усилить эффект.

Магнитной силы не существует. Это движущиеся электрические заряды и специальная теория относительности создают видимость того, что есть что-то, что мы называем магнитной силой. Но делать вычисления со старыми уравнениями, игнорирующими специальную теорию относительности, гораздо проще, и понимать это как отдельные поля проще, поэтому мы продолжаем преподавать это таким образом. Это, и инерция разума.

Это также предсказывает радиоволны, как это сделали уравнения Максвелла. Выплескивание электронов вперед и назад, как мы делаем в антеннах, и изменения угла электрического поля распространяются от антенны со скоростью света. Это движущееся электрическое поле и специальная теория относительности вызывают то, что кажется магнитным полем под углом 90 градусов к движущемуся электрическому полю.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик токовых клещей: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/tokovye-kleshchi