ФИЗИКА

3.5.4. Взаимодействие между движущимися зарядами

Пусть два точечных заряда Q и q расположены на расстоянии r друг от друга и неподвижны относительно системы xyz (рис. 3.5.3а). Между зарядами в этом случае действует кулоновская сила:

(3.5.12)

Определим, какие силы действуют между этими же зарядами в системе отсчёта , которая движется вдоль оси абсцисс со скоростью (рис. 3.5.3б).

Согласно (3.5.11):

(3.5.13)

Относительно системы заряды Q и q движутся со скоростью параллельно друг другу. Оказывается, что сила взаимодействия между зарядами в этой системе отсчёта меньше, чем в системе xyz, относительно которой они покоятся. Умножив числитель и знаменатель выражения (3.5.13) на и разложив числитель на два слагаемых, получим:

(3.5.14)

Первое слагаемое в этом выражении мы можем рассматривать как электрическую составляющую поперечной силы:

(3.5.15)

где Е – напряжённость поперечного электрического поля в системе отсчёта :

(3.5.16)

Второе слагаемое в (3.5.14) можно рассматривать как магнитную составляющую поперечной силы:

(3.5.17)

Разделив (3.5.17) на (3.5.15), получим отношение магнитной составляющей к электрической:

(5.18)

Отсюда, магнитная составляющая поперечной силы значительно меньше электрической. Поэтому при вычислении силы взаимодействия между свободными зарядами можно в первом приближении пренебречь магнитными силами и вести расчёт по известным формулам электростатики. Однако в случае, когда заряды движутся в проводнике, электрические силы оказываются скомпенсированными, и остаётся одна лишь магнитная сила. Именно этим и объясняется магнитное взаимодействие проводников с током, а также и другие случаи магнитных взаимодействий – в электромагнитах, электродвигателях и т.п.

к к к