Ток смещения. По Максвеллу

Опубликовано 01.12.2010 Ведущий Антон Панкратов

Термин ТОК СМЕЩЕНИЯ в термодинамике и радиоэлектронике имеет совершенно разный смысл. Впервые этот термин ввел Максвелл при построении теории электромагнитного поля для описания слабых токов, возникающих при смещении заряженных частиц в диэлектриках. Согласно Максвеллу, если всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, то должно существовать и обратное явление: всякое изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля. Например, при включении в цепь постоянного тока конденсатора ток в разомкнутом контуре отсутствует. При питании же такого разомкнутого контура от источника переменного напряжения в нём регистрируется переменный ток. Между обкладками заряжающегося и разряжающегося конденсатора имеется переменное электрическое поле, поэтому, согласно Максвеллу, через конденсатор протекает ток смещения, причем в тех участках, где отсутствуют проводники. Подчеркнем, что из всех физических свойств, присущих току проводимости, Максвелл приписал току смещения лишь одно - способность создавать в окружающем пространстве магнитное поле. Этим начинается, этим же и кончается сходство тока смещения с током проводимости. В диэлектрике ток смещения состоит из двух слагаемых: тока смещения в вакууме и тока поляризации. Ток поляризации - это ток, обусловленный упорядоченным движением связанных электрических зарядов в диэлектрике, иначе говоря, смещением зарядов в неполярных молекулах или поворотом диполей в полярных молекулах. Ток смещения существует и в проводниках, по которым течёт переменный ток проводимости, однако в данном случае он пренебрежимо мал по сравнению с током проводимости. Поэтому Максвелл ввёл понятие полного тока, равного сумме токов проводимости (а также конвекционных токов) и смещения. Для различия ток проводимости и ток смещения принято обозначать разными символами - i и j. Введя понятия тока смещения и полного тока, Максвелл по-новому подошел к рассмотрению замкнутости цепей переменного тока. Полный ток в них всегда замкнут, т. е. на концах проводника обрывается лишь ток проводимости, а в диэлектрике (вакууме) между концами проводника имеется ток смещения, который замыкает ток проводимости.