¿Hay un campo magnético entre las placas del capacitor mientras el capacitor se está cargando?

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Acabo de comenzar a estudiar las ecuaciones de Maxwell hoy y lo que realmente me llamó la atención es la ley de Ampere, el segundo término en particular. $$ \ int \ vec B \ cdot d \ vec l = μ_0I_ {encl} + μ_0ε_0 \ frac {dΦ_E} {dt} $$

¿Esto significa que un campo eléctrico cambiante puede causar un campo magnético? Por ejemplo, durante la carga de un condensador, entre las placas donde el campo eléctrico está cambiando.

Vi un ejemplo de ejercicio en el que cambiamos el voltaje a través de un condensador y, por lo tanto, creamos un campo magnético entre ellos. Sin embargo, algunos sitios web afirman que mientras no haya un movimiento de carga en el lugar de interés, no hay ningún magnético. campo que se está creando. Leí lo mismo sobre el condensador en particular. ¿Podría el ejemplo ser incorrecto o hay una diferencia?

    
pregunta John Katsantas

3 respuestas

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El motivo de la introducción de la 'corriente de desplazamiento' fue exactamente para resolver casos como el de un condensador. Un campo magnético no puede tener discontinuidades, a diferencia del campo eléctrico (hay cargas eléctricas, pero no hay monopolos magnéticos, al menos hasta donde sabemos en el Universo en su estado actual). No puede haber un campo magnético fuera del condensador y nada dentro. en.wikipedia.org/wiki/Displacement_current

    
respondido por el Claudio Avi Chami
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Wiki - desplazamiento actual : -

Cita: -

  

Sin embargo, la aplicación de esta ley a la superficie S2, que está delimitada exactamente por   La misma curva ∂ S, pero se encuentra entre las placas, proporciona:

     

B = \ $ \ dfrac {\ mu_0 I_D} {2 \ pi r} \ $.

     

Cualquier superficie que intersecte el cable tiene una corriente que lo atraviesa   así la ley de Ampère da el campo magnético correcto. Además, cualquier superficie.   Limitado por el mismo bucle pero pasando entre las placas del capacitor.   no hay transporte de carga que fluya a través de él, pero el término ε \ $ _ 0 \ $ ∂E / ∂t   Proporciona una segunda fuente para el campo magnético además de la carga.   corriente de conducción. Porque la corriente está aumentando la carga en   las placas del condensador, el campo eléctrico entre las placas es   aumentando, y la tasa de cambio de campo eléctrico da la correcta   valor para el campo B encontrado arriba.

Tenga en cuenta que en la pregunta anterior \ $ \ dfrac {d \ Phi_E} {dt} \ $ es ∂E / ∂t en la cita de wikipedia.

Toda la base para la propagación de ondas electromagnéticas se basa en el desplazamiento actual que produce un campo magnético.

    
respondido por el Andy aka
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Aquí hay un diagrama de un condensador que se está cargando con un bucle amperiano mostrado en azul y la superficie amperiana mostrada en rosa.

El vector de área está en la misma dirección que el campo eléctrico $$ \ vec E $$ y, por lo tanto, la dirección positiva alrededor del bucle se ve en sentido contrario a las agujas del reloj mirando desde la flecha superior azul.

$$ \ displaystyle \ oint _ {\ rm loop} \ vec B \ cdot d \ vec l = \ mu_o I _ {\ rm surface} + \ mu_o \ epsilon_o \ dfrac {d \ Phi _ {\ rm E}} { dt} $$

Lado izquierdo
$$ \ displaystyle \ oint _ {\ rm loop} \ vec B \ cdot d \ vec l = 2 \ pi r B $$

lado derecho
$$ \ mu_o I _ {\ rm surface} = 0 $$

Para un capacitor de placa paralela $$ E = \ dfrac \ sigma \ epsilon_o $$ donde $$ \ sigma $$ es la densidad de carga superficial que es igual a $$ \ dfrac {Q} {\ pi R ^ 2} $$

$$ \ Rightarrow E = \ dfrac {Q} {\ epsilon_o \ pi R ^ 2} \ Rightarrow \ Phi _ {\ rm E} = \ dfrac {Q} {\ epsilon_o \ pi R ^ 2} \ pi r ^ 2 = \ dfrac {Q r ^ 2} {\ epsilon_o R ^ 2} $$

$$ \ Rightarrow \ mu_o \ epsilon_o \ dfrac {d \ Phi _ {\ rm E}} {dt} = \ dfrac {\ mu_o I r ^ 2} {R ^ 2} $$ porque $$ \ dfrac { dQ} {dt} = I $$

El hecho de igualar el lado izquierdo y el derecho da un valor para el campo magnético a una distancia r del eje central del condensador

$$ B = \ dfrac {\ mu_oIr} {2 \ pi R ^ 2} $$ para $$ 0 \ le r \ le R $$

y con r = R esto da el familiar $$ B = \ dfrac {\ mu_oI} {2 \ pi R} $$

    
respondido por el Farcher

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