Elektromagnetisk fältstyrka

När man talar om det elektromagnetiska fältet, menar de vanligtvis magnetfältet för elektriska strömmar, faktiskt - magnetfältet för rörliga laddningar eller radiovågor. I praktiken är det elektromagnetiska fältet det resulterande kraftfältet som kommer att existera i det område av rymden som övervägs elektriska och magnetiska fält.

Var och en av komponenterna i det elektromagnetiska fältet (elektriska och magnetiska) påverkar laddningar på olika sätt. Ett elektriskt fält verkar på både stationära och rörliga laddningar, medan ett magnetfält endast verkar på rörliga laddningar (elektriska strömmar).

I själva verket är det lätt att förstå att under en magnetisk interaktion samverkar magnetfälten (till exempel ett externt magnetfält vars källa inte är specificerad men vars induktion är känd och magnetfältet som genereras av en rörlig laddning), och under elektrisk interaktion elektriska fält interagerar - ett externt elektriskt fält, vars källa inte är specificerad, och det elektriska fältet för laddningen i fråga.

För att underlätta att hitta krafter med hjälp av den matematiska apparaten, i klassisk fysik, begreppen elektrisk fältstyrka E och magnetfältsinduktion B, såväl som relaterad till induktionen av magnetfältet och till egenskaperna hos det magnetiska mediet, en hjälpstorhet, den magnetiska fältstyrkan H… Betrakta dessa vektorfysiska storheter separat och förstå samtidigt deras fysiska betydelse.

Den elektriska fältstyrkan E

Om ett elektriskt fält existerar vid en viss punkt i rymden, kommer en kraft F proportionell mot styrkan av det elektriska fältet E och storleken på laddningen q att verka på den elektriska laddningen placerad vid den punkten på sidan av detta fält. Om parametrarna för källan till det externa elektriska fältet inte är kända, kan man, med kännedom om q och F, hitta storleken och riktningen för den elektriska fältstyrkevektorn E vid en given punkt i rymden, utan att tänka på vem som är källan till detta elektriska fält.

Om det elektriska fältet är konstant och likformigt, så beror kraftens verkningsriktning från dess sida på laddningen inte av laddningens hastighet och rörelseriktning i förhållande till det elektriska fältet, och ändras därför inte, oavsett om laddningen är stillastående eller i rörelse. Elektrisk fältstyrka i NE mätt i V/m (volt per meter).

Magnetfältsinduktion B

Om ett magnetfält existerar vid en given punkt i rymden, kommer ingen verkan att utövas på en stationär elektrisk laddning placerad vid den punkten på sidan av det fältet.

Om laddningen q går i rörelse, kommer kraften F att uppstå på sidan av magnetfältet och den kommer att bero både på storleken på laddningen q och på riktningen och hastigheten v för dess rörelse relativt detta fält och på magnitud och riktning för magnetfältsvektorinduktionen B för givna magnetfält.

Således, om parametrarna för källan till det magnetiska fältet inte är kända, kan man känna till kraften F, storleken på laddningen q och dess hastighet v, storleken och riktningen för den magnetiska induktionsvektorn B vid en given fältpunkt. hittades.

Så även om magnetfältet är konstant och enhetligt, kommer kraftens verkansriktning på dess sida att bero på hastigheten och rörelseriktningen för laddningen i förhållande till magnetfältet. Magnetfältsinduktion i SI-systemet mäts i T (Tesla).

Styrkan hos magnetfältet H

Det är känt att ett magnetfält genereras av rörliga elektriska laddningar, det vill säga strömmar. Magnetisk fältinduktion är relaterad till strömmar. Om processen äger rum i ett vakuum, kan detta förhållande för en vald punkt i rymden uttryckas i termer av vakuumets magnetiska permeabilitet.

För en bättre förståelse av relationen magnetisk induktion B och styrkan på magnetfältet H, överväg detta exempel: den magnetiska induktionen i mitten av en spole med en ström I utan en kärna kommer att skilja sig från den magnetiska induktionen i mitten av samma spole med samma ström I, endast med en ferromagnetisk kärna placerad i den.

Den kvantitativa skillnaden i de magnetiska induktionerna med och utan en kärna (vid samma magnetiska fältstyrka H) kommer att vara lika med skillnaden i de magnetiska permeabiliteterna för materialet i den införda kärnan och vakuumet. SI-magnetfältet mäts i A/m.

Den kombinerade verkan av elektriska och magnetiska fält (Lorentz-kraft) och magnetiska fält. Denna totala kraft kallas Lorentz-kraften.