Магнитное поле создается электрическим током или заряженными частицами да нет

Разберёмся, как ток и заряды устраивают магнитные трюки прямо у тебя в кармане

Краткий ответ: магнитное поле возникает только в результате движения заряженных частиц (то есть электрических токов) либо в результате временного изменения электрического поля (вектор‑переменный ток смещения). Пассивные, неподвижные заряды магнитное поле не создают.


Содержание

  1. Что такое магнитное поле?
  2. Источники магнитного поля
  3. Электрический ток как источник
  4. Движущиеся заряженные частицы
  5. Ток смещения и переменное поле
  6. Почему неподвижные заряды не создают поле?

Что такое магнитное поле?

Магнитное поле (обозначаемое вектором 𝑩) — это физическое поле, которое действует на движущиеся заряды и на токи, а также на магнитные диполи. Вектор 𝑩 задаётся в каждой точке пространства и может зависеть от времени: 𝑩 = 𝑩(𝑥, y, z, t).

Для описания магнитного поля часто используют также векторный потенциал 𝑨, где 𝑩 = rot 𝑨. В вакууме вектор магнитной индукции 𝑩 и вектор магнитного поля 𝑯 совпадают, но в средах они различаются.

Источники магнитного поля

Согласно уравнениям Максвелла, магнитное поле может возникать из трёх основных причин:

  • постоянного или переменного электрического тока (реального тока проводника);
  • изменяющегося во времени электрического поля (ток смещения);
  • движущихся заряженных частиц (например, электроны в плазме, лучи частиц).

Электрический ток как источник магнитного поля

Самый привычный способ создания магнитного поля — пропускание электрического тока через проводник. Закон Био‑Савара‑Лапласа в интегральной форме выглядит так:

 d𝐁 = (μ₀/4π) · (I d𝑙 × 𝑟̂) / r²

где I d𝑙 — элемент тока, 𝑟̂, единичный вектор от элемента к точке наблюдения, r — расстояние, а μ₀ — магнитная постоянная.

Из этого закона следует, что любой замкнутый ток (проводник, соленоид, катушка) создаёт вокруг себя замкнутые магнитные линии, направленные по правилу правой руки.

Движущиеся заряженные частицы

Ток — это в широком смысле совокупность движущихся заряженных частиц. Даже если ток не проходит по «проводнику», а представляет собой, например, луч электронов в вакууме, он создаёт магнитное поле. При расчёте поля используем ту же формулу Био‑Савара‑Лапласа, заменяя I d𝑙 на q v dt (заряд q, скорость v).

В плазмах, в ускорителях частиц и в космических лучах наблюдаются характерные магнитные поля, возникающие именно из быстрых заряженных частиц.

Ток смещения и переменное электрическое поле

В уравнении Максвелла‑Ампера добавлен член ε₀ ∂𝐄/∂t, ток смещения. Он описывает создание магнитного поля в том случае, когда меняется электрическое поле, даже если реального проводящего тока нет.

Пример: в конденсаторе, заряжаемом переменным током, между пластинами возникает переменное электрическое поле, и согласно уравнению Ампера‑Максвелла в этом промежутке появляется магнитное поле, хотя «ток проводника» отсутствует.

Почему неподвижные заряды не создают магнитного поля?

Статический (неподвижный) электрический заряд порождает лишь электрическое поле 𝑬, описываемое законом Кулона. В уравнении Максвелла‑Фарадея (∇ × 𝐄 = –∂𝐁/∂t) отсутствие изменения 𝑩 во времени приводит к нулевому ротору электрического поля, а значит и к отсутствию магнитного поля.

Иными словами, без движения заряда (тока) и без изменения электрического поля магнитное поле не возникает.

  • Да, магнитное поле создаётся электрическим током, т.е. движущимися заряженными частицами.
  • Кроме того, магнитное поле появляется при изменении во времени электрического поля (ток смещения).
  • Постоянные, неподвижные заряды магнитное поле не генерируют.

Эти принципы лежат в основе работы электромагнитных устройств: трансформаторов, электромоторов, генераторов, магнитных датчиков и многих современных технологий.


Дополнительные ресурсы

  • Статья в Википедии «Магнитное поле» — подробный обзор теории и практики.
  • Учебник по электродинамике Дж. Дж. Джоуля (или любой современный курс по электромагнетизму).
  • Видео‑лекции по курсу «Электромагнитные поля» на платформе Coursera/Stepik.

Дата публикации: 29 апреля 2026 г.