Ein Strom durch einen Draht erzeugt um ihn herum ein Magnetfeld. Ist das Gegenteil möglich?

Wenn irgendwie ein Magnetfeld um einen Draht erzeugt werden kann, das mit dem Magnetfeld identisch ist , das erzeugt wird, wenn ein Strom durch den Draht fließt, wird dann Strom im Draht erzeugt?

Bei gleichem Magnetfeld fließt Strom durch den Draht. Anders ausgedrückt: Wenn kein Strom durch den Draht fließt, ist das Magnetfeld nicht identisch (und kann auch nicht identisch gemacht werden).

Rückruf aus den Maxwell-Gleichungen im magnetostatischen Fall (Dauerstrom),

Wo$\mathbf J$ist die Stromdichte. Dies führt zu dem bekannten Ergebnis, dass das Linienintegral des Magnetfelds um einen geschlossenen Pfad, der den Draht umgibt, genau dann ungleich Null ist, wenn ein Strom durch den Draht fließt.

Wenn also kein Strom durch den Draht fließt, ist das geschlossene Linienintegral Null, während, wenn Strom durch den Draht fließt, das geschlossene Linienintegral ungleich Null ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Magnetfeld nicht identisch gemacht werden kann, wenn der Strom durch den Draht nicht identisch ist.

Wenn im Draht eine Stromdichte vorhanden ist, muss ein elektrisches Feld vorhanden sein. Ein elektrisches Feld kann durch einen sich ändernden magnetischen Fluss erzeugt werden. Das ist das Faradaysche Gesetz.

In Ihrem Gedankenexperiment wird also, während Sie Ihr Magnetfeld aufbauen, ein transienter Strom induziert, der ein entgegengesetztes Magnetfeld erzeugt. Sobald Sie das Magnetfeld aufgebaut haben und es statisch ist, fließt kein Strom mehr.

Der Grund für die Asymmetrie besteht darin, dass Sie für einen statischen Strom ein elektrisches Feld (eine EMF) an den Draht anlegen müssen. Dieses elektrische Feld ist in Ihrem Gedankenexperiment nicht vorhanden. Ein statisches Magnetfeld übt keine Kraft auf die Elektronen im Draht aus.

Eine andere Betrachtungsweise ist jedoch, wie genau Sie das Magnetfeld aufgrund eines konstanten Stroms in einem Draht simulieren werden? Ich würde vorschlagen, dass die einzige Möglichkeit, dies genau zu tun, darin besteht, ... einen konstanten Strom durch den Draht fließen zu lassen. Ich glaube nicht, dass eine Anordnung von Permanentmagneten Ihnen ein kräuselfreies Feld außerhalb des Drahtes und ein Feld mit konstanter Kräuselung innerhalb des Drahtes geben kann. Aber das ist ein Detailpunkt.

Ja und nein.

Auf der einen Seite haben Sie ein Magnetfeld, das genau wie ein konstanter Strom zirkuliert, und der Strom ist etwas anderes als dieser stetige Strom, dann ändert sich das elektrische Feld:

Wenn also dort kein Draht vorhanden ist, steigt das elektrische Feld nur an, wenn ein Draht vorhanden ist und der Strom zu groß ist, ändert sich das elektrische Feld immer noch, aber in gewisser Weise, um den Strom zu dämpfen. Und wenn zu wenig Strom vorhanden ist, erhöht sich das elektrische Feld so, dass der Strom erhöht wird.

Genau den richtigen Strom zu haben, ist also die statische Lösung, die perfekt ausbalanciert und dafür sorgt, dass sich die Dinge nicht ändern.

Da andere Antworten behaupteten, dies sei nicht möglich, möchte ich eine bestimmte Möglichkeit zum Erstellen dieser Felder erwähnen.

In einem Draht benötigen Sie ein bestimmtes elektrisches Feld, um einen konstanten Strom aufrechtzuerhalten. Bestreiten Sie die Tatsache, dass der Draht voller Dinge im Inneren des Drahtes ist, auf die die sich bewegenden Elektronen stoßen. Sie können den Strom auf einfache Weise ändern, ohne die Magnetfelder zu ändern, die um den Draht kreisen.

Greifen Sie einfach den Draht und ziehen Sie ihn in die entgegengesetzte Richtung wie der Strom. Dies bewegt eine positive Nettoladung in die richtige Richtung, um den Strom zu verringern, und wenn Sie sie mit konstanter Geschwindigkeit nach unten ziehen, benötigen Sie jetzt ein stärkeres elektrisches Feld, damit der vorherige Strom den Draht entlang fließt, aber das elektrische Feld beginnt zu erhöhen, bis der richtige Strom (bewegliche Elektronen, die sich in die gleiche Richtung bewegen, in die Sie den Draht ziehen, plus etwas mehr) vorhanden ist, um dem Magnetfeld zu entsprechen.

Sie können die Maxwell-Gleichung immer so interpretieren, dass sie dem elektromagnetischen Feld nur sagt, wie es sich ändern soll. Die Kräuselung des elektrischen Felds, die dem Magneten sagt, wie es sich ändern soll, und die Kräuselung des Magnetfelds, die dem elektrischen Feld sagt, wie es sich ändern soll, wenn es nicht absolut perfekt auf den Strom abgestimmt ist.

Ja, natürlich, es ist ein sehr berühmtes Phänomen namens "Elektromagnetische Induktion" . und es gibt dort ein berühmtes Gesetz namens "Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion".

und es funktioniert nicht so wie du es beschrieben hast. es ist so:

"Wenn Sie ein zeitlich veränderliches Magnetfeld um den Draht herum haben, erzeugt dies einen Strom im Inneren des Drahts."

und es kann mathematisch so erklärt werden:

Tatsächlich erklärte Faradays Theorie drei Möglichkeiten, wie Sie einen induzierten Strom erzeugen können. Sie können hier mehr lesen .

Die Antwort auf das Gedankenexperiment lautet Nein. Magnetfelder werden nur durch bewegte Ladungen erzeugt, und elektrischer Strom in einem Draht ist ein Beispiel für Ladungen auf bewegten Elektronen. Strom in einem Leiter kann durch ein sich bewegendes Magnetfeld erzeugt werden, und wie erwähnt, nutzt ein Generator dieses Prinzip. Diese beiden Beziehungen zwischen magnetischem und elektrischem Feld hängen beide von Bewegung ab , ohne die kein Feld das andere beeinflussen kann. Diese Beziehungen wurden von Maxwell um 1862 mathematisch formuliert, der damit die erste erfolgreiche vereinheitlichte Theorie erreichte; Die Maxwell-Gleichungen verwenden mathematische Rechenfunktionen der Integration und Differentiation in 3 Dimensionen, um die Bewegung genau zu quantifizieren . http://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_equationsSie sollten gewarnt werden, dass es im Internet eine Menge Desinformationen gibt in verschiedenen Behauptungen über „freie Energie“ von Systemen mit Permanentmagneten und angeblich isolierten Magnetpolen, die beide gegen die bewährten Prinzipien des Mainstreams verstoßen.