Траектория движения электромагнитного поля по проводнику

repeat-95 · Сообщение **repeat-95** » 09 мар 2015, 08:09

Все наверно знают, что электроны в проводнике движутся довольно медленно(никак не со скоростью света), а как раз со скоростью света "пробегает" по проводнику электромагнитное поле. Так вот я никак не могу понять каким чудом оно(электромагнитное поле) движется. Моя теория была такова, что это поле начинает двигатся ровно так же как и вода в трубе, сталкиваясь со стенками(т.е. движется только лишь в пределах провода), только со скоростью света. Но т.к. зная то, что электромагнитное поле пронизывает все вокруг, мне мало верится в эту теорию.

zam2 · Сообщение **zam2** » 09 мар 2015, 08:29

repeat-95 писал(а):Source of the post а как раз со скоростью света "пробегает" по проводнику электромагнитное поле.

Нет. По проводнику со скоростью света пробегает возмущение электромагнитного поля.

repeat-95 писал(а):Source of the post Так вот я никак не могу понять каким чудом оно(электромагнитное поле) движется.

Оно никак не движется. Понятие "движение" для поля неопределено. Прежде всего потому, что в поле нельзя пометить точку и следить за ее движением. Поле изменяется. В том смысле, что помещенный в поле прибор может регистрировать изменение во времени характеристик поля.

repeat-95 писал(а):Source of the post Моя теория была такова, что это поле начинает двигатся ровно так же как и вода в трубе, сталкиваясь со стенками(т.е. движется только лишь в пределах провода), только со скоростью света.

В вашей аналогии скорее так. Вода - это носители заряда - сободные электроны в проводнике - электронный газ. Аналог электромагнитного поля это поле давлений в воде. При открытии задвижки в трубопроводе (аналог замыкания электического ключа) происходит перераспределение давления по трубе (распространяется со скоростью звука в воде - аналог скорости света). Вода начинает течь из областей высогого давления (аналог области высокого электропотенциала) в области низкого давления.

repeat-95 · Сообщение **repeat-95** » 09 мар 2015, 08:49

распространение давления получается путем передачи импульсов соседних частиц воды, поэтому как то не получается сопоставить аналогию с полем.
А если скажем у нас проводник запутаный в несколько узлов так, что даже на глаз трудно будет определить путь протекания тока -> как же тогда электромагнитное поле "узнает куда ему бежать, чтобы за ним следовали электроны"?

zam2 · Сообщение **zam2** » 09 мар 2015, 09:13

repeat-95 писал(а):Source of the post распространение давления получается путем передачи импульсов соседних частиц воды, поэтому как то не получается сопоставить аналогию с полем.

Как раз очень хорошо получается. Под воздействием электрического поля электрон смещается на микрон; это смещение вызывает изменение электического поля; это изменение изменяет силу, действующую на соседний электрон; тот тоже смещается и т. д. В точности как в трубе.

repeat-95 писал(а):Source of the post А если скажем у нас проводник запутаный в несколько узлов так, что даже на глаз трудно будет определить путь протекания тока -> как же тогда электромагнитное поле "узнает куда ему бежать, чтобы за ним следовали электроны"?

А чего же "на глаз"? На глаз - самый примитивный и неточный способ. Надо записать уравнения Максвелла для заданной конструкции проводника и решить (по крайней мере численно). Точно так же и система (поле+электрические заряды) изменяется в соответствии с уравнениями. И в этой паре нет отношений "ведущий-ведомый". Участники процесса равноправны.

repeat-95 · Сообщение **repeat-95** » 09 мар 2015, 10:06

Вот на картинке цепочка. Для лучшего понимания моего вопроса пускай длина цепочки несколько миллионов метров. Меня интересует как заряды на участке 2 "понимают" что нужно двигаться именно в этом(правильном) направлении, а не в обратном. Ведь передача импульсов частицами на участке 1 не успела дойти до участка 2, а на последнем уже осуществляется движение. Для меня объяснение этого представляется возможным, если считать, что поле прошло по проводнику(не выходя за его стенки) и заставило двигаться заряды. Иначе бы если поле проходило сквозь все, т.е. шло слева на право, то заряды на 2-м двигались в ту сторону что и на 1-м. Отсюда и вытекает это дурацкое предположение про движение электромагнитного поля в проводнике ровно по той траектории что и сам проводник.

zam2 · Сообщение **zam2** » 09 мар 2015, 10:28

repeat-95 писал(а):Source of the post если считать, что поле прошло по проводнику(не выходя за его стенки) и заставило двигаться заряды.

Возмущение электромагнитного поля (в данном случае можно сказать - его электрической составляющей) проходит именно вдоль проводника. Не забывайте - проводник электрически нейтрален. За стенками проводника - магнитное поле, котоое изменяется при изменении тока в проводнике. Это вызывает изменение электрического поля и т. д. Возникает электромагнитное излучение (антенна же получилась, плохенькая, но все-таки).

repeat-95 писал(а):Source of the post дурацкое предположение про движение электромагнитного поля в проводнике ровно по той траектории что и сам проводник.

Ничего здесь дурацкого нет. Разве что нуждается в уточнении - не "движение поля", а "движение возмущения поля".

repeat-95 · Сообщение **repeat-95** » 09 мар 2015, 10:43

Честно говоря я толком так и не понял что имеется ввиду под словом возмущение? Электромагнитная волна? Если да, то неужели провод из меди, например, может ограничивать выход этого возмущения за пределы своих стенок, так сказать? Или это какие-то квази-частицы которые подобно зарядам перемещаются в проводе только со скоростью света?

zam2 · Сообщение **zam2** » 09 мар 2015, 11:17

repeat-95 писал(а):Source of the post Честно говоря я толком так и не понял что имеется ввиду под словом возмущение? Электромагнитная волна?

Да, волна. И ее простейший представитель - синусоидальная волна.

repeat-95 писал(а):Source of the post Если да, то неужели провод из меди, например, может ограничивать выход этого возмущения за пределы своих стенок, так сказать?

А как же? Даже клетка Фарадея значительно уменьшает интенсивность электромагнитного излучения. И арматура в железобетонных сооружениях ухудшает качество теле- и радиоприема. И приличный кусок металла непрозрачен для света. Вообще, на границе двух сред ЭМ-волны испытывают отражение и преломление. Так что в нашем случае подавляющая часть волн отражается внутрь проводника и вынуждена идти по предоставленной дорожке. И кстати, скорость передачи сигнала в проводнике меньше скорости света (не вакуум все-таки).

repeat-95 · Сообщение **repeat-95** » 09 мар 2015, 11:24

спасибо, теперь наконец понял более менее.

ALEX165 · Сообщение **ALEX165** » 09 мар 2015, 11:58

Можно поискать на фоуме, здесь обсуждали этот вопрос посерьёзнее с Муниным и Миптером, правда там к консенсусу не пришли и в конце концов к сожалению все разругались.

yourdomain.com