¿La energía del campo magnético alrededor de un cable que lleva corriente es similar a la energía del campo eléctrico asociado con una carga aislada?

Lo que quiero decir con esta pregunta es que, como decimos que la energía del campo eléctrico alrededor de una carga es la energía propia de la carga, ¿podemos decir de manera similar que la energía del campo magnético alrededor de un cable que transporta corriente es la energía propia de la corriente? En caso afirmativo, entonces surgen las siguientes preguntas:

  1. ¿Por qué la corriente está asociada con cierta Energía Propia?

  2. ¿De dónde viene esta energía del campo magnético? ¿Viene de la batería a la que está conectado el cable?

  3. ¿Por qué la energía propia de una carga se llama entonces energía de interacción dentro y con otras cargas a su alrededor?

  4. ¿La energía propia de una carga es igual a la integral de la energía de interacción sobre su volumen? En caso afirmativo, ¿cuál sería la energía propia de un electrón?

  5. ¿Hay alguna diferencia entre la energía propia y la energía potencial? ¿O son solo dos nombres de la misma realidad básica subyacente?

Respuestas (2)

La energía potencial es un dispositivo de contabilidad. Sólo las diferencias en la energía potencial corresponden a la energía real. Dado que los campos vectoriales eléctricos y magnéticos están definidos por cambios en los potenciales, cualquier campo electromagnético con distinto de cero mi o B tiene una densidad de energía (real), y esta densidad de energía es esencialmente mi 2 + B 2 (ignorando algunas constantes que no recuerdo en este momento).

La energía propia se puede definir como la energía del campo electromagnético que rodea una carga aislada, es decir, integrando la densidad de energía del campo en todo un espacio vacío. Si la carga se está moviendo, parte de esa energía de campo proviene del campo magnético. Sin embargo, un observador en movimiento conjunto solo verá un campo eléctrico estático y un campo magnético cero, por lo que la distinción entre los componentes eléctricos y magnéticos del campo electromagnético depende del observador.

También existe un concepto de autoenergía en la teoría cuántica de campos, que proviene de la interacción de una partícula consigo misma. Realmente no entiendo esas cosas, así que solo lo mencionaré aquí.

Sería inapropiado decir que un cable portador de corriente tendría energía propia, en forma de energía de campo magnético. La energía propia de las cargas es diferente de este concepto.

En los circuitos eléctricos, durante un período de tiempo muy pequeño, cuando la corriente crecía en el circuito, la corriente era variable, por lo que el campo magnético asociado con ella también era variable, por lo que el campo eléctrico inducido no conservativo apareció y este campo eléctrico, extrajo algo de energía del sistema (de la batería) y almacenó esta energía en forma de energía de campo magnético en el contorno del circuito. Generalmente ignoramos esta energía ya que esta energía es muy pequeña, debido a la autoinducción muy pequeña de un cable recto. Una vez que la corriente se vuelve estable, no se produce más almacenamiento de energía en el campo magnético y la energía del campo magnético se vuelve estable. Ahora, toda la energía adicional suministrada por la batería se consume solo en la resistencia en julio de calentamiento. Ahora, si el circuito está roto o cortocircuitado,