Ток переноса
Током
переноса называют явление перемещения
в свободном пространстве электрически
заряженных частиц. Принципиальное
отличие тока переноса от тока проводимости
заключается в том, что плотность тока
переноса
не пропорциональна напряженности
электрического поля, а определяется
объемной плотностью
переносимого заряда и скоростью
движения частиц
Примером тока переноса может служить поток электронов в электронно-лучевой трубке.
Ток смещения
Ток смещения возникает в случае изменения электрического поля во времени, а под плотностью тока смещения понимают величину
где
.
Первое слагаемое характеризует
перемещение связанных зарядов в процессе
поляризации диэлектрика. Второе
слагаемое, называемое током смещения
в пустоте, не имеет столь же наглядной
интерпретации и связано с появлением
магнитного поля, возникающего при
изменении напряженности электрического
поля в пустоте. Характерным примером
тока смещения является ток в конденсаторе.
Таким образом, в зависимости от характера электрического тока его плотность может быть рассчитана по одному из следующих соотношений:
Принцип непрерывности электрического тока
Одним из основных принципов теории электромагнитного поля является принцип непрерывности электрического тока
В этом соотношении символ означает полный ток сквозь взятую в любой среде замкнутую поверхность , то есть
и 
.
Из принципа непрерывности электрического тока следует, что линии тока не имеют ни начала, ни конца, то есть являются замкнутыми.
Электрическое напряжение. Разность электрических потенциалов
Электрическое
поле кроме векторов
и
характеризуют скалярной величиной,
которая называется электрическим
напряжением
и измеряется в вольтах, [
]
= В .
Для
перемещения заряда
в электрическом поле из точки
в точку
необходимо совершить работу
Электрическим
напряжением между точками
и
называют величину, равную отношению
этой работы к перемещаемому заряду
где
‑ электрическое напряжение (или
падение напряжения) вдоль заданного
пути (рис.1.5).
Для электрического поля неподвижных зарядов (электростатического поля) справедливо условие
вытекающее из закона сохранения энергии в системе заряженных тел. Следовательно, (рис.1.6),
и
интеграл
зависит
только от координат точек
и
.
Это
обстоятельство позволяет ввести в
рассмотрение функцию
,
зависящую от положения точки (
)
в электростатическом поле:
где
Потенциал точки определяется с точностью
до некоторой постоянной, зависящей от
того, где выбрана точка
нулевого потенциала.
В электростатическом поле напряжение между точками и можетбыть вычислено как разность потенциалов этих точек:
Электрическое
поле, для которого справедливо условие
= 0, называется потенциальным электрическим
полем. При теоретическом исследовании
систем, в которых заряженные тела имеют
конечные размеры, точка p,
выбирается, как правило, на бесконечности.
На практике часто U
= 0 принимают на поверхности одного из
объектов рассматриваемой системы.
Введем понятие поверхности равного потенциала, как поверхности, во всех точках которой потенциал имеет одно и тоже значение. Силовые линии электрического поля перпендикулярны поверхностям равного потенциала. Действительно:
при
и, следовательно,
(рис.1.7).