136
Глава 5.
Рис. 5.7. Построение вектора потока плотности мощности при продольном распространении электрического поля: а - для пульсирующего заряда; б - для диполя
Поскольку ток в среде распространяется вдоль потока D и его плотность д пропорциональна D, то для плотности тока справедливо соотношение
дд
div д + - = 0,
c dt
(5.65)
откуда следует, что д = д ( t - r/c),
(5.66)
т.е. распространение тока в среде носит волновой характер.
Данное положение противоречит известному статическому закону Кирхгофа о том, что сумма всех токов для любой точки электрической цепи в любой момент времени равна нулю, т.е. что
(5.67)
i=1
n
Из уравнения же 5.63 вытекает, что закон Кирхгофа справедлив лишь в среднем, но в каждый момент времени
Электромагнитное поле
137
n
I h ф 0.
(5.68)
i=1
поскольку волновой процесс подразумевает сжимаемость тока.
Для проверки данного положения был проведен эксперимент по схеме рис. 5.8.
Рис. 5.8. Эксперимент по определению факта сжимаемости тока: а -
схема отводов от проводника; б - импульсы, возникающие на отводах
Два провода длиной каждый по несколько метров были подключены к источнику постоянного напряжения (обычной батарейке). От каждого из проводов были сделаны отводы через 1 м. Провода периодически замыкались контактом. Отводы подключались к высокочастотному электронному осциллографу. Идея эксперимента заключалась в том, чтобы определить, как растекается ток по проводу при замыкании цепи, на размкнутых концах которой находится полная разность потенциалов.
В результате проведения эксперимента выяснилось, что при замыкании контакта на ближних к нему отводах возникает острый импульс, амплитудой почти в полное напряжение источника, на следующих отводах этот импульс оказывается меньше по амплитуде, но шире по времени, на следующих еще меньше по амплитуде и еще шире по времени.
Таким образом, факт сжимаемости тока был подтвержден.
6
1
а)
б б)
