Շեղման հոսանք

thumb|
Հայտնի է, որ մագնիսական դաշտ կարելի է ստեղծել էլեկտրական հոսանքի միջոցով։ Հարց է առաջանում, արդյո՞ք դա միակ միջոցն է, թե այն կարելի է ստեղծել նաև
այլ կերպ։ Այս հարցի վերաբերյալ մտորել էր անգլիացի գիտնական Մաքսվելը և
հանգել այն եզրակացության, որ եթե փոփոխվող մագնիսական դաշտը կարող է
ստեղծել էլեկտրական դաշտ (էլեկտրամագնիսական մակածման միջոցով), ապա
հնարավոր է նաև մագնիսական դաշտի ստեղծումը փոփոխվող էլեկտրական դաշտի միջոցով։ Դա բացատրելու համար նա ենթադրեց, որ փոփոխվող էլեկտրական
դաշտը կարող է ստեղծել հիպոթետիկ հոսանք, որին նա անվանեց շեղման հոսանք,
որն ել ստեղծում է մագնիսական դաշտ։ Ծանոթանանք Մաքսվելի դատողություննե-
րի հետ, որոնք նրան բերեցին այս եզրակացությանը։ Լրիվ հոսանքի օրենքի համա-
ձայն rot\vec{H}= \vec{j} ( ինտեգրալային տեսքով՝\oint_ g\vec{H}d\vec{l}=\int_{S}\vec{j}d\vec{S}

\frac{\partial \rho}{\partial x}= -div \vec{j}։ Այս բոլորը ճիշտ է

ստացիոնար դաշտերի համար, որտեղ \frac{\partial \rho}{\partial x}= 0 և, հետևաբար, -div\vec{j} = 0։ Սա նշանակում է, որ այս դեպքում \vec{j} վեկտորի գծերը չունեն աղբյուրներ և միշտ փակ գծեր են։

Պարզենք, կիրառելի են արդյո՞ք վերը բերված առնչությունները ժամանակի մեջ փոփոխվող դաշտերի համար։ Դրա համար վերցնենք լիցքավորվող

կոնդենսատոր և դիտարկենք այն մագնիսական դաշտը, որը ստեղծվում է կոնդենսատորը լիցքավորող հոսանքով։ Այդ հոսանքը ժամանակի ընթացքում փոխվում է։ Ընտրենք որոշակի կամայական փակ g կոնտուր, որը պարփակում է մեր ընտրած հոսանքակիր հաղորդիչը(տես նկարը)։ Եթե վերցնենք կոնտուրով պարփակված S մակերևույթը, ապա տեսնում ենք, որ այն թափանցվում է հաղորդականության հոսանքով, որի խտությունը է։ Այդ հոսանքով ստեղծված դաշտի համար կարող ենք գրել
:\oint_ g\vec{H}d\vec{l}=\int_{S_{1}}\vec{j}d\vec{S}=I
Իսկ եթե դիտարկենք \ S_{2} մակերևությթը, որը ընտրված է այնպես, որ նա անցնում է կոնդենսատորի շրջադիրների արանքով, և, հետևաբար, չի թափանցվում հոսանքով (շրջադիրների միջև հաղորդականության հոսանք չի հոսում), ապա նույն մագնիսական դաշտի համար \oint_ g\vec{H}d\vec{l}=\int_{S_{2}}\vec{j}d\vec{S}=0 ։ Հանգում ենք հակասության՝ մի կողմից նույն
կոնտուրի վրա հենված \ S_{1} մակերևույթի համար \oint_ g\vec{H}d\vec{l}\neq0, մյուս կողմից \ S_{2} մակերևույթի համար \oint_ g\vec{H}d\vec{l}=0 նույն դաշտի համար։ Ուրեմն, ոչ ստացիոնար դաշտերի համար լրիվ հոսանքի օրենքը բերված տեսքով կիրառելի չէ։ Հավանաբար, լրիվ հոսանքի օրենքը արտահայտող հավասարման աջ մասում բացակայում է գումարելի, որը պիտի կախված լինի փոփոխվող դաշտից։ Հակասությունը վերացնելու նպատակով Մաքսվելը առաջարկեց ներմուծել հավասարման աջ մասում լրացուցիչ \vec{j_{1}} անդամ, որին անվանեց շեղման հոսանք։
Այս պարագայում լրիվ հոսանքի օրենքը դիֆերենցիալ տեսքով կլինի՝ rot \vec{H} = \vec{j_{1}}+\vec{j}։Այստեղ \vec{j_{2}} = \vec{j_{1}}+\vec{j} մեծությունը դա լրիվ հոսանքի խտությունն է շղթայում, \vec{j} հաղորդականության, \vec{j_{1}} շեղման հոսանքներինը։ Այժմ ենթարկենք rot \vec{H} = \vec{j_{1}}+\vec{j} հավասարման երկու կողմերը դիվերգենցիայի գործողության՝div( rot \vec{H}) = div ( \vec{j_{1}}+\vec{j}) ։ Մյուս կողմից Գաուսի \oint\vec{D}d\vec{S}=\int{\rho dV}
թեորեմից հետևլ էր, որ
div \vec{D} =\rho ։ Ուրեմն div \vec{j_{1}}=div( \frac{\partial \vec{D}} {\partial t} )
Մենք կապեցինք Մաքսվելի կողմից ներմուծված հիպոթետիկ շեղման հոսանքը փոփոխվող էլեկտրական դաշտի հետ։ Լրիվ հոսանքի օրենքը կգրվի rot \vec{H}=\vec{j}+ \frac{\partial \vec{D}} {\partial t}  տեսքով, ⇒ \oint\vec{H}d\vec{l}=\int_{S}\vec{j}d\vec{S}+
 \frac{\partial}{\partial t}\left(\int_{s}\vec{D}d\vec{S}\right) 
(ինտեգրալային տեսք)։ Շեղման հոսանքի ներմուծումը հավասարազոր դարձրեց իրենց հատկություններով մագնիսական և էլեկտրական դաշտերը։ Փոփոխվող մագնիսական
դաշտը առաջացնում է մրրիկային էլեկտրական դաշտ (մակածման երևույթ),փոփոխվող էլեկտրական դաշտը առաջացնում է մագնիսական դաշտ (շեղման
հոսանքը գործում է հաղորդականության հոսանքի նման)։

## Աղբյուրներ
Cheng, David K., Field and Wave Electromagnetics