Если каким-то образом создать вокруг провода магнитное поле, идентичное магнитному полю, создаваемому при прохождении тока по проводу, будет ли в проводе возникать ток?
Мысленный эксперимент: если вокруг проволоки разместить множество очень очень маленьких стержневых магнитов, создающих концентрические углубления вокруг нее, так что «линии поля» окружают проволоку, а радиальная зависимость поля подчиняется закону Био-Савара, будет ли это производить ток в проводе?
Если это неверно, то какие эффекты будут наблюдаться при проведении мысленного эксперимента?
Если каким-то образом можно заставить существовать магнитное поле вокруг провода, идентичное магнитному полю, создаваемому при прохождении тока по проводу, будет ли в проводе возникать ток?
Если магнитное поле одинаково, то по проводу течет ток. Иными словами, если по проводу не течет ток, магнитное поле не является (и не может быть сделано) идентичным.
Напомним из уравнений Максвелла в магнитостатическом случае (постоянный ток):
где это плотность тока. Это приводит к хорошо известному результату, согласно которому линейный интеграл магнитного поля вокруг замкнутого контура, окружающего провод, отличен от нуля тогда и только тогда, когда по проводу протекает ток.
Таким образом, если ток по проводу отсутствует, интеграл по замкнутой линии равен нулю, а если по проводу есть ток, интеграл по замкнутой линии отличен от нуля.
Таким образом, магнитное поле не может быть сделано идентичным, если ток через провод не идентичен.
Если в проводе есть плотность тока, то должно быть и электрическое поле. Электрическое поле может быть создано изменяющимся магнитным потоком. Это закон Фарадея.
Итак, в вашем мысленном эксперименте, когда вы собираете свое магнитное поле, будет индуцироваться переходный ток, который создает противоположное магнитное поле. Как только вы установили магнитное поле и оно статично, тока не будет.
Причина асимметрии в том, что для возникновения статического тока необходимо приложить к проводу электрическое поле (ЭДС). В вашем мысленном эксперименте этого электрического поля нет. Постоянное магнитное поле не действует на электроны в проводе.
Однако можно посмотреть на это с другой стороны: как именно вы собираетесь моделировать магнитное поле из-за постоянного тока в проводе? Я бы предположил, что единственный способ сделать это точно - это ... иметь постоянный ток, проходящий по проводу. Я не думаю, что любое расположение постоянных магнитов может дать вам поле без завитков снаружи провода и поле с постоянным закручиванием внутри провода. Но это деталь.
Да и нет.
С одной стороны, если у вас есть магнитное поле, которое циркулирует так же, как вокруг постоянного тока, а ток отличается от этого постоянного тока, тогда электрическое поле изменится:
Таким образом, если там нет провода, электрическое поле просто увеличивается, если есть провод и ток слишком велик, электрическое поле все еще изменяется, но таким образом, чтобы ослабить ток. И если ток слишком мал, электрическое поле увеличивается, увеличивая ток.
Таким образом, правильный ток — это статическое решение, которое идеально сбалансировано и позволяет ничего не менять.
Теперь, поскольку в других ответах утверждалось, что это невозможно, я хотел бы упомянуть конкретный способ создания этих полей.
В проводе вам нужно определенное электрическое поле, чтобы поддерживать постоянный ток, оспаривая тот факт, что провод наполнен вещами внутри провода, с которыми сталкиваются движущиеся электроны. Вы можете изменить ток простым способом, не изменяя магнитные поля, которые циркулируют вокруг провода.
Просто возьмите провод и потяните его в направлении, противоположном току. Это перемещает чистый положительный заряд в правильном направлении, чтобы уменьшить ток, и если вы продолжаете тянуть его вниз с постоянной скоростью, вам теперь нужно более сильное электрическое поле, чтобы предыдущий ток протекал по проводу, но это то, что происходит, электрическое поле начинается увеличиваться до тех пор, пока правильный ток (подвижные электроны, движущиеся в том же направлении, что и вы тянете за провод, плюс еще немного) не будет соответствовать магнитному полю.
Вы всегда можете прочитать уравнение Максвелла просто как указание электромагнитному полю, как измениться. Завихрение электрического поля сообщает магнитному, как измениться, и завиток магнитного поля сообщает электрическому полю, как измениться, если оно не полностью соответствует току.
Да, конечно, это очень известное явление под названием «Электромагнитная индукция» . и там есть знаменитый закон под названием «Закон электромагнитной индукции Фарадея».
и это не работает так, как вы объяснили. это вот так:
«Если у вас есть переменное во времени магнитное поле вокруг провода, оно создаст ток внутри провода»
и это можно объяснить математически следующим образом:
на самом деле теория Фарадея объясняла три способа создания индукционного тока. Подробнее можно прочитать здесь .
Ответ на мысленный эксперимент — нет. Магнитные поля создаются только зарядами в движении, а электрический ток в проводе — пример зарядов на электронах в движении. Ток в проводнике может создаваться движущимся магнитным полем, и, как уже упоминалось, генератор использует этот принцип. Оба этих соотношения между магнитным и электрическим полем зависят от движения , без которого ни одно поле не может влиять на другое. Эти соотношения были математически сформулированы Максвеллом около 1862 г., который таким образом создал первую успешную единую теорию; Уравнения Максвелла используют математические функции интегрирования и дифференцирования в трех измерениях для точной количественной оценки движения . http://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_equationsВы должны быть предупреждены, что в сети есть много дезинформации в различных заявлениях о «свободной энергии» от систем постоянных магнитов и о предполагаемых изолированных магнитных полюсах, которые нарушают общепринятые проверенные принципы.
Чай это жизнь