Характеристики и свойства электромагнитного поля

Для описания электромагнитного поля используется его сило­вое действие на электрические заряды.

Выделяют “электрическую” составляющую силы , действу­ющую как на неподвижные, так и движущиеся заряду q.

, (21)

и “магнитную” составляющую, действующую только на дви­жущиеся заряды и зависящую от скорости движения заряда q;

. (2.2)

Направление “магнитной” составляющей силы Лоренца опре­деляется по правилам векторного произведения (МП 2.2) (рис. 2.1). Таким образом, силовыми характеристиками электромагнитного тюля яв­ляются напряженность эле­ктрического поля и ин­дукция магнитного поля .

Рис. 2.1.

В общем случае на точеч­ный заряд q в электро­магнитном поле действует сила

, (2.3)

называемая силой Лоренца. Уравнение (2.3) является уравнением движения заряда в электромагнитном поле и представляет фунда­ментальный закон электродинамики.

Электромагнитное поле действует также на распределенные заряды и токи. Пусть некоторый заряд распределен в элементар­ном объеме dV, который перемещается со скоростью . Если плотность распределения заряда (т. е. заряд элементарного объема) равна ρ, то заряд, сосредоточенный в объеме dV равен dq = ρdV . На этот заряд действует сила Лоренца:

. (2.4)

Второе слагаемое в правой части формулы (2.4) содержит плот­ность электрического тока , описывает действие магнитного поля на токи и характеризует силу Ампера.

Электромагнитные поля подчиняются принципу суперпози­ции, т. е. результирующее поле от нескольких источников равно сумме полей, создаваемых каждым источником.

По двум векторам и , заданным для каждой точки поля, могут быть определены не только силы, действующие на заряды, но и энергия поля, его импульс и другие характеристики поля.