Что я имею в виду под этим вопросом, так это то, что, поскольку мы говорим, что энергия электрического поля вокруг заряда является собственной энергией заряда, аналогичным образом можем ли мы сказать, что энергия магнитного поля вокруг провода с током является собственной энергией тока? Если да, то возникают следующие вопросы:
Почему ток связан с определенной собственной энергией?
Откуда берется энергия этого магнитного поля? Это от аккумулятора, к которому подключен провод?
Почему собственная энергия заряда тогда называлась энергией его взаимодействия внутри и с другими зарядами вокруг?
Равна ли собственная энергия заряда интегралу энергии взаимодействия по его объему? Если да, то какова будет собственная энергия электрона?
Есть ли разница между собственной энергией и потенциальной энергией? Или это всего лишь два названия одной и той же базовой реальности?
Потенциальная энергия – это бухгалтерский прибор. Реальной энергии соответствуют только различия в потенциальной энергии. Поскольку электрические и магнитные векторные поля определяются изменениями потенциалов, любое электромагнитное поле с ненулевым или имеет (реальную) плотность энергии, и эта плотность энергии по существу (игнорируя некоторые константы, которые я сейчас не помню).
Собственную энергию можно определить как энергию электромагнитного поля, окружающего изолированный заряд, т.е. путем интегрирования плотности энергии поля по всему пустому пространству. Если заряд движется, часть энергии этого поля исходит от магнитного поля. Однако движущийся наблюдатель увидит только статическое электрическое поле и нулевое магнитное поле, поэтому различие между электрическими и магнитными компонентами электромагнитного поля зависит от наблюдателя.
В квантовой теории поля также существует понятие собственной энергии, которое возникает из взаимодействия частицы с самой собой. Я не особо разбираюсь в этих вещах, поэтому просто упомяну об этом здесь.
Было бы неуместно говорить, что провод с током будет иметь собственную энергию в форме энергии магнитного поля. Собственная энергия зарядов отличается от этой концепции.
В электрических цепях в течение очень малого промежутка времени при нарастании тока в цепи ток был переменным, в силу чего переменным было и связанное с ним магнитное поле, благодаря которому возникало индуцированное неконсервативное электрическое поле и это электрическое поле извлекало некоторую энергию из системы (из батареи) и сохраняло эту энергию в виде энергии магнитного поля в контуре цепи. Обычно мы игнорируем эту энергию, так как она очень мала из-за очень малой собственной индуктивности прямого провода. Как только ток становится устойчивым, в магнитном поле не происходит дальнейшего накопления энергии, и энергия магнитного поля становится устойчивой. Теперь вся дальнейшая энергия, подаваемая батареей, расходуется только на сопротивление при джоулевом нагреве. Теперь, если цепь разорвана или произошло короткое замыкание,