Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Закон сохранения электрич. заряда диктует для П. т. условие у / ~ O- Это практически всегда (исключая умозрнт. примеры экзотич. топологий) ведёт к замн-нутостн линий плотности П. т. ]часто их наз. просто линиями тока). Тогда замкнутой оказывается и цепь в целом. В силу того же закона каждое разветвление цепи подчинено Кирхгофа правилам. В обычиых условиях вектор j пропорционален напряжённости электрич. поля В, а сила тока I в конечном проводнике — приложенному напряжению U (Ома закон). При сильных полях эта лннейная зависнмость может нарушаться, соответственно говорят о нелинейных явлениях в электрич. цепях.
Протекание П. т. сопровождается выделением джоуле-ва тепла в проводнике (джоулевы потери). Тепловая мощность тока Q определяется Джоуля — Ленца законом, Q = RIt (R — сопротивление проводника). Для компенсации этих энергетнч. потерь в цепь Г(. т. включается источник электродвижущей силы (эдс). Компенсация достигается за счёт механич., тепловой энергии (генераторы тока, магнитогидродинамические генераторы), энергнн хнм. реакций (хим. нсточннки тока), тепловой диффузии носителей тока (см. Термоэдс)у фотоэффекта (солнечные батареи) и т. д. Только при наличии сверхпроводимости (Л = 0) П. т. могут циркулировать по цепям без указанной компенсации.
Согласйо Максвелла уравнениям, проводник с П. т. создаёт вокруг себя магн. поле. В частном случае протяжённых линейных проводников это поле вычисляется по Б ио — Савара закону. Магн. поле тока можно значительно сконцентрировать н усилить, если свить линейный проводник в спнраль (соленоид). Замкнутый на себя тороидальный соленоид с П. т. не создаёт внеш. магн. поля, но обладает т. н. анапольным моментом (см, Анаполъ).
П. т. широко применяется для электролиза в хим. пром-сти и металлургии, на транспорте (тяговые электродвигатели). Источники П. т. используются в прецизионных измерит, приборах, для питания малошу-мящей электронной аппаратуры, бытовых радиоприёмников и т. д. В энергетике лннии электропередач на П. т. имеют ряд преимуществ перед традиционным, поскольку менее подвержены разл. рода потерям. Из-за неудобства трансформации напряжений П. т. они пока не получнлн достаточно широкого распространения, хотя представляются перспективными.
Лит.: С и в у х и н Д. В., Общий курс физики, 2 изд., [т. 3] — Электричество, М., 1983; Ахиеэер А. И., Обшая физика. Электрические и магнитные явления, К., 1981.
В. В. Митюгов.
ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ — движение твёрдого тела, при к-ром прямая, соединяющая две любые точки тела, перемещается параллельно своему нач. направлению. При П. д, все точки тела описывают одинаковые (прн наложении совпадающие) траектории н имеют в каждый момент времени одинаковые по модулю и направлению скорости н ускорения. Поэтому изучение П. д. твёрдого тела сводится к задаче кинематики точки (см. Кинематика).
ПОТЕНЦИАЛ (потенциальная функция) (от лат. ро-tentia — сила) — характеристика векторных полей, к к-рым относятся многие силовые поля (эл.-магн.г гравитационное), а также поле скоростей в жидкости н др. Если П. векторного поля Х(г) есть скалярная ф-цня <p(r), X = уф, то поле X наз. потенциальным (иногда П. наз. ф-цию U = —ф). П. ф определён с точ-
ностью до пост, величины. Для потенц. поли X справедливо условие [VXj = 0, н обратно, если для нек-рого иоля X всюду [уХ} = 0, то поле X — потенциально, для него существует П.
Если векторное поле У соленондально, т. е. УУ — то для этого поля можно ввести векторный потенциал At такой, что У = [у^Ь ПРН этом А определён с точностью до градиента произвольной ф-ции (градиентная инвариантность). В общем случае любое векторное поле представляется суммой потенциального и соле-ноидального полей.
В классич. и квантовой физике измеряемыми на опыте являются силовые характеристики полей — их напряжённости. На первый взгляд представляется, что сами по себе потенциалы полей не несут физ. смысл, а их введение в теорию — не более чем удобный техн. приём. Оказывается, однако, что в квантовой механике возникают эффекты (квантование магнитного потока, Ааронова — Бома эффект, Джозефсона эф~ фект, эффект Казимира), в к-рых физ. природа П. проявляется непосредственно. Все этн эффекты имеют наглядную . геом. интерпретацию. Векторный потенциал представляет собой связность в расслоении, базой к-ро-го служит соответствующее пространство (напр., пространство Мннковского M4). В квантовой теории поля осн. объект исследования — квантовые поля — являются аналогами классич. П., т. к. набор потенциальных ф-ций — мин. набор независимых ,динамич. переменных, полностью описывающей систему. Напр., в Keawmoeow электродинамике такими переменными будут квантовые поля (потенциалы) A^(r,t), где 4-компонентный вектор Ail задаётся потенциалами ср п А: Av = (Ф, A1, Ай, A3).
Лит.: T а м м И. E., Основы теории электричества, 10 изд., М., 1989; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля,
7 изд.. М., 1988; Славнов А. А., Фаддеев Л. Д., Введение в квантовую теорию калибровочных полей, 2 изд., М., 1988. Л. О. Чехов.
ПОТЕНЦИАЛ ВУДСА — САКСОНА — используемый в ядерных моделях потенциал вида
