ности обусловлен откликом среды на нетепловое воздействие со сто
-
роны электрического тока и проявляет себя в виде электрической поля
-
ризации металла
.
Представления о векторе электрической поляризации
вещества как дипольном моменте единицы объема в линейном прибли
-
жении
,
прямо пропорциональном напряженности электрического поля
:
~P
=
ne~l
= (
ε
−
1)
ε
0
~E
,
где
|
~l
|
—
плечо диполя
,
приводят к выражению
E
(
l
j
) =
ne
εε
0
l
j
,
(6)
позволяющему описать электрическое поле в металлической среде при
ее поляризации
;
металл здесь рассматривается как диэлектрик с пре
-
дельно большой восприимчивостью
.
В общем случае соотношение
(6)
является тензорным
,
но применять тензорную запись в наших рассу
-
ждениях нет необходимости
.
В однородной проводящей среде значение объемной плотности
заряда
ρ
(
t
) =
ρ
(0) exp(
−
t/τ
)
при квазистационарной
(
t
τ
рел
)
элек
-
тропроводности близко к нулю
,
поэтому процесс электрической поля
-
ризации металла в таких условиях будет протекать в локально электро
-
нейтральной среде
,
когда
div
~D
= 0
.
Физически поле
E
(
l
j
)
обусловлено
законом сохранения импульса в системе
“
электронный газ
–
ионный
остов
”
кристаллической решетки проводника
,
где при наличии то
-
ка
“
центры масс
”
положительных и отрицательных зарядов в атомах
смещаются относительно друг друга
,
создавая тем самым деформа
-
ционную поляризацию среды
.
При этом индуцируемое в проводнике
электрическое поле уравновешивает поле сторонних сил и в указан
-
ных условиях результирующая сила
,
действующая на дрейфующие со
скоростью
v
j
электроны проводимости
,
равна нулю
,
что и определяет
линейную связь
j E
.
Аналогией этому может служить
,
например
,
установившееся движение твердой частицы при падении ее в вязкой
жидкости в поле силы тяжести
.
Целесообразно отметить
,
что вывод об отсутствии в однородном
проводнике с током объемного электрического заряда следует из пред
-
положения справедливости при электропроводности закона Ома
,
когда
j E
.
При этом игнорируется воздействие собственного магнитного
поля тока
rot
~H
=
~j
+
∂ ~D/∂t
на движущиеся носители заряда посред
-
ством магнитной компоненты силы Лоренца
~F
m
=
e
[
~v
j
, ~B
]
,
величина
которой в такой ситуации является квадратичной функцией тока
.
Здесь
~B
=
μμ
0
~H
—
вектор магнитной индукции
,
зависящий от соответству
-
ющей напряженности
;
μ
—
относительная магнитная проницаемость
среды
;
μ
0
—
магнитная постоянная
.
Это обстоятельство должно приво
-
дить к нарушению локальной электронейтральности среды
(div
~D
=
ρ
)
за счет ухода вглубь проводника части электронов проводимости
,
где
38
ISSN 1812-3368.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Естественные науки
”. 2005.
№
2
