Gibt es ein Magnetfeld zwischen den Kondensatorplatten, während der Kondensator geladen wird?

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Ich habe gerade erst angefangen, Maxwells Gleichungen zu studieren, und was meine Aufmerksamkeit wirklich auf sich gezogen hat, ist das Ampere-Gesetz, insbesondere der zweite Begriff.

Bdl=μ0Iencl+μ0ε0dΦEdt

Bedeutet dies, dass ein sich änderndes elektrisches Feld ein Magnetfeld verursachen kann? Zum Beispiel während des Ladens eines Kondensators zwischen den Platten, wo sich das elektrische Feld ändert.

Ich habe ein Übungsbeispiel gesehen, bei dem wir die Spannung an einem Kondensator geändert und so ein Magnetfeld zwischen ihnen erzeugt haben. Einige Websites geben jedoch an, dass kein Magnetfeld erzeugt wird, solange am interessierenden Ort keine Stromladungsbewegung stattfindet . Das gleiche habe ich insbesondere über den Kondensator gelesen. Könnte das Beispiel falsch sein oder gibt es einen Unterschied?

John Katsantas
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Wenn ein Kondensator geladen wird, gibt es eine Ladungsbewegung und tatsächlich einen Strom. Der schwierige Teil ist, dass es keinen Ladungsaustausch zwischen den Platten gibt, aber da sich Ladung auf ihnen ansammelt, messen Sie tatsächlich einen Strom durch die Kappe.
Vladimir Cravero
Wenn Sie die Spannung ändern, gibt es keinen Strom?
Chu
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Ich denke, dass es definitiv ein Magnetfeld zwischen den Platten gibt, das durch den 'Verschiebungsstrom' verursacht wird
Claudio Avi Chami
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Es gibt ein Magnetfeld, das mit einem sich ändernden elektrischen Feld bei der TEM-Ausbreitung einer EM-Welle durch den Raum verbunden ist (so wie es sich ausbreitet, erzeugt das sich ändernde E-Feld das M-Feld, das sich ändernde M-Feld erzeugt das E-Feld und überspringt sich gegenseitig) Ich verstehe nicht, warum das nicht zwischen Kondensatorplatten gelten sollte.
Neil_UK
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Der Grund für die Einführung des Verschiebungsstroms war genau die Lösung von Fällen wie dem eines Kondensators. Ein Magnetfeld kann im Gegensatz zum elektrischen Feld keine Diskontinuitäten aufweisen. Außerhalb des Kondensators darf kein Magnetfeld und innerhalb nichts vorhanden sein. en.wikipedia.org/wiki/Displacement_current
Claudio Avi Chami

Antworten:

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Der Grund für die Einführung des Verschiebungsstroms war genau die Lösung von Fällen wie dem eines Kondensators. Ein Magnetfeld kann im Gegensatz zum elektrischen Feld keine Diskontinuitäten aufweisen (es gibt elektrische Ladungen, aber keine magnetischen Monopole, zumindest soweit wir im Universum in seinem gegenwärtigen Zustand wissen). Außerhalb des Kondensators darf kein Magnetfeld und innerhalb nichts vorhanden sein. en.wikipedia.org/wiki/Displacement_current

Claudio Avi Chami
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Ich denke, Kontinuität und das Fehlen von Monopolen sind unterschiedliche Bedingungen. Sie können ein diskontinuierliches Feld ohne Monopole haben.
Owen
@Owen - Nun, ich denke anders physlink.com/education/askexperts/ae512.cfm
Claudio Avi Chami
Vielleicht habe ich falsch verstanden, was Sie unter Kontinuität verstanden haben. Ich habe in Bezug auf die Kontinuität der Funktionen gedacht. Ich sehe, Sie meinen Kontinuität der Feldlinien.
Owen
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Wiki - Verschiebungsstrom : -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Zitat: -

Die Anwendung dieses Gesetzes auf die Oberfläche S2, die durch genau dieselbe Kurve ∂ S begrenzt ist, aber zwischen den Platten liegt, ergibt jedoch:

B = .μ0ID2πr

Jede Oberfläche, die den Draht schneidet, wird von Strom I durchflossen, sodass das Ampère-Gesetz das richtige Magnetfeld liefert. Außerdem fließt auf jeder Oberfläche, die von derselben Schleife begrenzt wird, aber zwischen den Platten des Kondensators verläuft, kein Ladungstransport durch sie, aber der Term ε ∂E / ∂t liefert neben dem Ladungsleitungsstrom eine zweite Quelle für das Magnetfeld. Da der Strom die Ladung auf den Platten des Kondensators erhöht, nimmt das elektrische Feld zwischen den Platten zu und die Änderungsrate des elektrischen Feldes ergibt den korrekten Wert für das oben gefundene Feld B.0

Beachten Sie, dass in der obigen Frage im Wikipedia-Zitat ∂E / ∂t ist.dΦEdt

Die gesamte Basis für die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen beruht auf einem Verschiebungsstrom, der ein Magnetfeld erzeugt.

Andy aka
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Hier ist ein Diagramm eines Kondensators, der mit einer Amperianschleife aufgeladen wird, in Blau und die Amperianoberfläche in Rosa dargestellt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Flächenvektor ist in der gleichen Richtung wie das elektrische Feld und daher ist die positive Richtung um die Schleife vom oberen blauen Pfeil gegen den Uhrzeigersinn gerichtet.

E

loopBdl=μoIsurface+μoϵodΦEdt

Linke Seite

loopBdl=2πrB

Rechte Seite

μoIsurface=0

Für einen Parallelplattenkondensator wobei die Oberflächenladungsdichte ist, die gleich

E=σϵo
σ
QπR2

E=QϵoπR2ΦE=QϵoπR2πr2=Qr2ϵoR2

μoϵodΦEdt=μoIr2R2
weil
dQdt=I

Das Gleichsetzen der linken und der rechten Seite ergibt einen Wert für das Magnetfeld in einem Abstand r von der Mittelachse des Kondensators

B=μoIr2πR2
für
0rR

und mit r = R ergibt sich das bekannte

B=μoI2πR
Farcher
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