Kenttävirta

Esimerkki kenttävirrasta ja johtavuusvirrasta. Pinnat S₁ ja S₂ jakavat saman reunaviivan ∂S. Pinnan S₁ läpäisee johtavuusvirta, kun S₂:n läpi kulkee kenttävirta.

Kenttävirta (myös siirrosvirta, siirtymävirta tai kenttämuutosvirta) on sähkömagneettinen ilmiö, joka selittää muuttuvan sähkökentän eristeen yli aiheuttaman magneettikentän. Kenttävirta ei kuljeta sähkövarausta toisin varsinainen sähkövirta, joka kuvaa elektronien liikettä. Kenttävirta selittää kondensaattorin levyjen välisen magneettikentän, eikä toisistaan sähköisesti eristettyjen levyjen välissä kulje johtavuusvirtaa. Levyjen välissä vaikuttava kenttävirta on yhtäsuuri niihin johtimia pitkin saapuvan johtavuusvirran kanssa. Kenttävirroilla on myös keskeinen rooli sähkömagneettisen säteilyn etenemisessä eristävissä väliaineissa, kuten ilmassa tai tyhjiössä.

Kenttävirtoja kuvataan kenttävirrantiheydellä ${\frac {\partial \mathbf {D} }{\partial t}}$. Maxwellin lisäykseksi kutsuttu kenttävirtatermi sisältyy Maxwellin yhtälöiden yleistettyyn Ampèren lakiin.

Kenttävirran kuvaili ensimmäisenä James Clerk Maxwell vuoden 1861 artikkelissaan On Physical Lines of Force, Part III. Maxwell tarkasteli kenttävirtaa eristeen yli. Eristeessä ulkoinen sähkökenttä saa aikaa positiivisten ionien ja negatiivisten elektronien varausjakaumien siirtymisen vastakkaisiin suuntiin, niin että eristeeseen syntyy mikroskooppisia magneettisia dipoleita ja se polarisoituu. Tämän fysikaalisen kuvan perusteella Maxwell antoi ilmiölle nimen siirrosvirta (engl. displacement current). Nimitys on harhaanjohtava tapauksessa, jossa eristeen tilalla on tyhjiö, sillä tyhjiössä ei tapahdu minkäänlaista varausjakaumien siirtymistä, vaan tällöin "siirrosvirta" liittyy ainoastaan sähkökentän muutosnopeuteen.