Будут ли механически движущиеся электроны создавать сверхсильное магнитное поле?

Согласно этому видео Veritasium , магнитное поле в проводе с ненулевым током является артефактом специальной теории относительности. Движущийся заряд видит разницу скоростей между проводом и электронами в нем (поскольку электроны движутся). Из-за лоренцева сокращения появляется чистый положительный заряд и возникает сила отталкивания. Физическая скорость электронов, поддерживающих ток, очень мала, несколько микрометров в секунду, но из-за количества электронов и силы электрического поля эффект макроскопичен.

Что, если бы вы могли механически увеличить эту скорость? Скажем, у вас был заряженный конденсатор, и одной из пластин была придана параллельная скорость. Например, два концентрических цилиндра с дисбалансом заряда, один из которых прикреплен к двигателю. Не создаст ли это очень сильное кажущееся магнитное поле?

Стоит учитывать, сколько заряда на единицу площади содержится в конденсаторе, я думаю, вы обнаружите, что это на много порядков меньше, чем количество заряда, которое течет по проводу при подаче напряжения.

Ответы (2)

Магнитное поле создается током, равным количеству электронов в секунду. Таким образом, скорость электронов не имеет значения, важно только значение тока в амперах. Поэтому проблемы, которую вы описываете, не существует. Однако, если вы вращаете заряженные объекты, например, прикрепляя их к вентилятору, они действительно создают магнитное поле. Это было бы не так эффективно, как наматывание провода на несколько витков, потому что магнитное поле пропорционально количеству витков при одном и том же токе.

Увеличение скорости электронов приведет к увеличению тока. Если электроны движутся быстрее, то за то же время пройдет больше электронов.
@Johnathan Gross: Если только количество электронов не упадет. Не уверен, что ваша точка зрения выходит за рамки этой тривиальной арифметики.

Что, если бы вы могли механически увеличить эту скорость? Скажем, у вас был заряженный конденсатор, и одной из пластин была придана параллельная скорость. Например, два концентрических цилиндра с дисбалансом заряда, один из которых прикреплен к двигателю. Не создаст ли это очень сильное кажущееся магнитное поле?

Хорошо, насколько велико релятивистское изменение, если пластина конденсатора меняет свою скорость от 0 до 100 м/с? Думаю об этом.

Вот мой ответ:

При нерелятивистских скоростях магнитная сила составляет очень малую долю электростатической силы. (Это так же мало, как сокращение длины объектов на этой скорости)

При релятивистской скорости 0,87 с магнитная сила составляет 50% электростатической силы. Если между пластинами конденсатора действует электростатическая сила 1 Н, то при движении пластин со скоростью 0,87 с между этими пластинами действует магнитная сила 0,5 Н. Пластины движутся вместе.

Если движется только одна пластина, то между пластинами нет магнитной силы, потому что есть только один электрический ток. (Видео Veritasium может с этим не согласиться, а значит видео не совсем правильное)