Векторы электромагнитного поля

Электромагнитное поле представляет собой единство двух своих составляющих – электрического и магнитного полей. Источником электромагнитного поля являются электрические заряды. Неподвижные заряды создают только электрическое поле. Движущиеся заряды создают как электрическое, так и магнитное поле. Величина электрического заряда измеряется в кулонах (Кл) и обозначается символом . В простейшем (идеализированном) случае электрический заряд считают точечным. Если же он распределен в пространстве, то его называют объемным и характеризуют в каждой точке объемной плотностью

, Кл/м³. (1.1)

Из (1.1) следует соотношение для определения заряда, заключенного в некотором объеме

, Кл. (1.2)

Если объемный заряд движется со скоростью , то в каждой точке пространства можно определить вектор плотности электрического тока

. (1.3)

Электрический ток , протекающий сквозь некоторую поверхность (например, сечение проводника), связан с плотностью тока соотношением

, А, (1.4)

где вектор направлен по нормали, равен по величине элементу и называется вектор-площадкой.

Математически под электромагнитным полем можно понимать поле четырех основных векторов или, другими словами, рассматривать часть пространства, в любой точке которой однозначно существуют векторы . При этом:

· , В/м – вектор напряженности электрического поля;

· , Кл/м² – вектор электрической индукции (смещения);

· , А/м – вектор напряженности магнитного поля;

· , Вб/м²=Тл (Тесла) – вектор магнитной индукции..

Считают, что поле определено, если в каждой точке пространства известны величины и направления этих четырех векторов.

Вектор электрической индукции характеризует связь электрического заряда с собственным электрическим полем. Вокруг электрического заряда существует электрическое поле, которое изображается силовыми линиями. Поток вектора электрической индукции через окружающую заряд поверхность равен величине этого заряда

. (1.5)

Вектор напряженности магнитного поля характеризует связь электрического тока с собственным магнитным полем. Вокруг провода с током создается магнитное поле, замкнутые линии которого окружают этот провод. Направление вектора можно определить по правилу “буравчика”. Связь вектора и тока определяется соотношением

, (1.6)

то есть циркуляция вектора по замкнутому контуру равна току , пронизывающему поверхность, ограниченную этим контуром. Вектор является элементом контура.

Вектор напряженности электрического поля определяют как силу, с которой электрическое поле действует на единичный точечный положительный заряд. На заряд действует сила

. (1.7)

Вектор магнитной индукции можно определить из соотношения

, (1.8)

где – сила действия на заряд магнитного поля; – вектор скорости движения заряда.

Суперпозиция сил, создаваемых электрической и магнитной составляющими поля, называется лоренцевой силой (силой Лоренца)

. (1.9)

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 722; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!