Можно ли квалифицировать заряд, движущийся по открытой траектории, как ток?

Иногда говорят, что точечный заряд эквивалентен электрическому току. Если бы это был постоянный ток, я смог бы найти его по закону Ампера или закону Био-Савара. Даже если ток зависит от времени, я должен сначала определить Дж ( р , т ) а затем использовать

× Б "=" мю 0 Дж + мю 0 ϵ 0 Е т
Однако мне трудно думать о движущемся заряде по прямой линии (или любой другой открытой траектории) не только как об установившемся токе, но я также думаю, что само понятие тока в этом случае не вполне определено. Под током мы подразумеваем размещение поверхности перпендикулярно траектории и вычисление тока путем подсчета количества зарядов, протекающих через нее в заданное время, а затем путем деления на время наблюдения. В этом случае д фиксировано, но время наблюдения т нет, ток здесь не очень значимый объект. Поэтому я думаю, что магнитное поле, создаваемое движущимся зарядом, нельзя рассчитать по закону Био-Савара. Я думаю, что магнитное поле должно быть рассчитано следующим образом. Движущийся заряд имеет зависящую от времени плотность заряда, которая создает зависящее от времени электрическое поле, а изменение электрического поля во времени - это то, что создает это магнитное поле из уравнения
× Б "=" мю 0 Дж + мю 0 ϵ 0 Е т
через второй срок, и я думаю Дж в данном случае не имеет значения. Я прав?

я думаю, что могу использовать Е "=" р ( р , т ) ϵ 0 выяснить Е ( р , т ) а затем вставить

× Б "=" мю 0 ϵ 0 Е т
определить Б ? Но мне так же трудно решить это. Я не могу понять, какими должны быть граничные условия для решения этого дифференциального уравнения. Для заряда, движущегося прямолинейно с постоянной скоростью в Я думаю, что я могу принять плотность заряда как р ( р , т ) "=" д дельта ( 3 ) ( р ( р 0 + в т ) ) вовремя т , где р 0 это положение заряда в т "=" 0 .

Вы можете облегчить себе жизнь и взять начало координат по адресу р 0 .
Ты работаешь слишком усердно. Можно ли получить "теорию поля" Ландау и Лифшица? Вы найдете там исчисление полей Е и ЧАС произведенный движущимся зарядом, в главе V, параграф 38 (Поле заряда в равномерном движении).

Ответы (2)

Однако мне трудно думать о движущемся заряде по прямой линии (или любой другой открытой траектории) не только как об установившемся токе, но я также думаю, что само понятие тока в этом случае не вполне определено.

Плотность тока в этом случае хорошо определена и довольно проста. Для любой движущейся плотности заряда имеем Дж "=" р в . Для точечной зарядки это особенно просто.

Дж "=" д дельта ( р р д ( т ) ) в д ( т )

Отсюда вы можете решить уравнения Максвелла стандартным способом. Общее решение называется потенциалами Лиенара Вихерта и представляет собой полные релятивистские поля, создаваемые произвольно движущимся точечным зарядом.

Определение электрического тока пришло из наблюдений:

Электрический ток — это скорость протекания заряда через заданную точку электрической цепи, измеряемая в кулонах в секунду, которая называется амперами.

С микроскопической точки зрения на текущий

скорость дрейфатекущий

Нет проблем с измеренной скоростью одиночного иона v, проходящей заданную точку x в вакууме, значение можно определить.

Электрон, взятый как элементарная точечная частица, представляет проблему, пока не вспомним, что это квантово-механическая сущность, принцип неопределенности даст область для ввода уравнения, и его также следует использовать для ионов. Там, где проходит заряженная частица, можно увидеть влияние тока.

Мы могли бы также исходить из я "=" Вопрос / т к я "=" Вопрос / ( д / в ) к я д "=" Вопрос в . Мне кажется, это самый прямой способ наблюдать, что ток в отрезке провода — это то же самое, что заряд, движущийся с некоторой скоростью.
@Džuris, за исключением того, что длина провода имеет миллионы зарядов в решетке, и один электрон на самом деле не может наблюдаться, может наблюдаться только статистический эффект многих.