Natężenie pola elektromagnetycznego

Mówiąc o polu elektromagnetycznym, zwykle mają na myśli pole magnetyczne prądów elektrycznych, a właściwie pole magnetyczne poruszających się ładunków lub fal radiowych. W praktyce pole elektromagnetyczne jest wypadkowym polem siły, które ma istnieć w rozpatrywanym obszarze przestrzeni pola elektryczne i magnetyczne.

Każda ze składowych pola elektromagnetycznego (elektryczna i magnetyczna) oddziałuje na ładunki w inny sposób. Pole elektryczne działa zarówno na ładunki stacjonarne, jak i ruchome, podczas gdy pole magnetyczne działa tylko na ładunki ruchome (prądy elektryczne).

W rzeczywistości łatwo zrozumieć, że podczas oddziaływania magnetycznego pola magnetyczne oddziałują na siebie (na przykład zewnętrzne pole magnetyczne, którego źródło nie jest określone, ale którego indukcja jest znana, a pole magnetyczne jest generowane przez poruszający się ładunek), a podczas oddziaływania elektrycznego pola elektryczne oddziałują - zewnętrzne pole elektryczne, którego źródło nie jest określone, oraz pole elektryczne danego ładunku.

Dla wygody znajdowania sił za pomocą aparatu matematycznego w fizyce klasycznej pojęcia natężenia pola elektrycznego E i indukcji pola magnetycznego B, a także związana z indukcją pola magnetycznego i właściwościami ośrodka magnetycznego, wielkość pomocnicza, natężenie pola magnetycznego H… Rozważ te wektorowe wielkości fizyczne osobno i jednocześnie zrozum ich fizyczne znaczenie.

Natężenie pola elektrycznego E

Jeśli w pewnym punkcie przestrzeni istnieje pole elektryczne, to siła F proporcjonalna do natężenia pola elektrycznego E i wielkości ładunku q będzie działać na ładunek elektryczny umieszczony w tym punkcie na boku tego pola. Jeżeli parametry źródła zewnętrznego pola elektrycznego nie są znane, to znając q i F można znaleźć wielkość i kierunek wektora natężenia pola elektrycznego E w danym punkcie przestrzeni, nie zastanawiając się, kto jest źródłem to pole elektryczne.

Jeżeli pole elektryczne jest stałe i jednorodne, to kierunek działania siły z jego boku na ładunek nie zależy od prędkości i kierunku ruchu ładunku względem pola elektrycznego, a zatem nie zmienia się niezależnie od czy ładunek jest nieruchomy czy ruchomy. Natężenie pola elektrycznego w NE mierzone w V / m (wolty na metr).

Indukcja pola magnetycznego B

Jeśli w danym punkcie przestrzeni istnieje pole magnetyczne, to na nieruchomy ładunek elektryczny umieszczony w tym punkcie po stronie tego pola nie zostanie wywarte żadne działanie.

Jeżeli ładunek q zostanie wprawiony w ruch, to po stronie pola magnetycznego powstanie siła F i będzie ona zależała zarówno od wartości ładunku q, jak i od kierunku i prędkości jego ruchu v względem tego pola oraz od wielkość i kierunek wektora indukcji pola magnetycznego B danych pól magnetycznych.

Zatem, jeśli parametry źródła pola magnetycznego nie są znane, to znając siłę F, wielkość ładunku q i jego prędkość v, wielkość i kierunek wektora indukcji magnetycznej B w danym punkcie pola można znaleziony.

Tak więc, nawet jeśli pole magnetyczne jest stałe i jednorodne, kierunek działania siły na jego bok będzie zależał od prędkości i kierunku ruchu ładunku względem pola magnetycznego. Indukcję pola magnetycznego w układzie SI mierzy się w T (Tesla).

Siła pola magnetycznego H

Wiadomo, że pole magnetyczne jest generowane przez poruszające się ładunki elektryczne, czyli prądy. Indukcja pola magnetycznego jest związana z prądami. Jeżeli proces zachodzi w próżni, to zależność tę dla wybranego punktu w przestrzeni można wyrazić jako przenikalność magnetyczną próżni.

Dla lepszego zrozumienia relacji Indukcja magnetyczna B i natężenie pola magnetycznego H, rozważmy następujący przykład: indukcja magnetyczna w środku cewki z prądem I bez rdzenia będzie się różnić od indukcji magnetycznej w środku tej samej cewki z tym samym prądem I, tylko z umieszczonym w nim rdzeniem ferromagnetycznym.

Ilościowa różnica indukcji magnetycznych z rdzeniem i bez (przy tym samym natężeniu pola magnetycznego H) będzie równa różnicy przenikalności magnetycznych materiału wprowadzonego rdzenia i próżni. Pole magnetyczne SI jest mierzone w A/m.

Połączone działanie pól elektrycznych i magnetycznych (siła Lorentza) oraz pól magnetycznych. Ta całkowita siła nazywana jest siłą Lorentza.