¿Cuál es la intuición detrás de la ley de Ampere (ecuaciones de Maxwell) y cuáles son algunos ejemplos de su aplicación?

Como sabrán, hay formas de escribir la ecuación de Maxwell, que se pueden convertir mediante el teorema de Stoke (quiero decir, como una generalización del teorema integral de Gauß, Stoke y Green). Diferencialmente, la ley de Ampere dice que

podredumbre B = j + dE / dt

Donde uso las unidades Heaviside. Puede imaginarse esto diciendo que si tiene un cable con densidad de corriente j, eso crea un campo B “giratorio” a su alrededor, al menos mientras E sea constante. El término introducido por Maxwell, [matemáticas] dE / dt [/ matemáticas], es un poco más difícil de entender. Te digo que si tienes un campo eléctrico creciente o decreciente, en el caso más simple en una región cilíndrica, entonces también hay un campo B “giratorio” a su alrededor.

Sé que imaginar eso puede ser muy confuso al principio, principalmente porque la podredumbre es un operador tan abstracto. Seré más claro si realmente haces algunos cálculos con la forma integral de las ecuaciones de Maxwell. Por ejemplo, imagine un condensador con U variable, por lo tanto Q variable en las áreas y, por lo tanto, un campo E variable en el interior. Habrá un campo B circulando alrededor del condensador como si fuera un cable cilíndrico, pero cambiando de orientación: primero será en el sentido de las agujas del reloj, luego nuevamente en sentido contrario a las agujas del reloj … Intente hacer el cálculo usted mismo utilizando algunos supuestos simplificadores, realmente vale la pena el esfuerzo.

Los electroimanes / transformadores son los mejores ejemplos. Me gusta pensar en esto en términos de relatividad. Imagine dos cargas positivas en reposo momentáneamente. Calculas la aceleración de ellos separándose. Ahora, en un marco reforzado, perp a la línea que los une, ambos se mueven y debe haber una fuerza magnética (es decir, dependiente de la velocidad) para agregar a la fuerza eléctrica para dar un movimiento consistente en el nuevo marco. La fuerza eléctrica en el nuevo marco no es suficiente para hacerlo.