Контрольные вопросы

1. Что такое напряжённость электрического поля?

2. Что называют магнитной индукцией?

3. Чему равна магнитная сила, действующая на движущуюся заряженную частицу?

4. Чему равна магнитная сила, действующая на проводник с током?

5. Какими векторными величинами характеризуется электрическое поле?

6. Какими векторными величинами характеризуется магнитное поле?

§ 1.3. Источники электромагнитного поля

Источниками ЭМП являются электрические заряды, электрические диполи, движущиеся электрические заряды, электрические токи, магнитные диполи.

Понятия электрического заряда и электрического тока даны в курсе физики. Электрические токи бывают трех типов:

1. Токи проводимости.

2. Токи смещения.

3. Токи переноса.

Ток проводимости– скорость прохождения подвижных зарядов электропроводящего тела через некоторую поверхность.

.

Ток смещения– скорость изменения потока вектора электрического смещения через некоторую поверхность.

.

Ток переносахарактеризуется следующим выражением

где v– скорость переноса тел через поверхностьS;n– вектор единичной нормали к поверхности; – линейная плотность заряда тел, пролетающих через поверхность, в направлении нормали;– объемная плотность электрического заряда;v– плотность тока переноса.

Электрическим диполем называется пара точечных зарядов +qи – q, находящихся на расстоянииl друг от друга (рис. 1).

Рис. 1.

Точечный электрический диполь характеризуется вектором электрического дипольного момента:

.

Магнитным диполемназывается плоский контур с электрическим токомI.Магнитный диполь характеризуется вектором магнитного дипольного момента

,

где S– вектор площади плоской поверхности, натянутой на контур с током. ВекторSнаправлен перпендикулярно этой плоской поверхности, причем, если смотреть из конца вектораS, то движение по контуру в направлении, совпадающим с направлением тока, будет происходить против часовой стрелки. Это означает, что направление вектора дипольного магнитного момента связано с направлением тока по правилу правого винта.

Атомы и молекулы вещества представляют собой электрические и магнитные диполи, поэтому каждую точку вещественного типа в ЭМП можно характеризовать объемной плотностью электрического и магнитного дипольного момента:

P– электрическая поляризованность вещества:

,

M– намагниченность вещества:

.

Электрическая поляризованность вещества– это векторная величина, равная объемной плотности электрического дипольного момента в некоторой точке вещественного тела.

Намагниченность вещества– это векторная величина, равная объемной плотности магнитного дипольного момента в некоторой точке вещественного тела.

Электрическое смещение– это векторная величина, которая для любой точки наблюдения вне зависимости от того, находится ли она в вакууме или в веществе, определяется из соотношения:

(для вакуума или вещества),

(только для вакуума).

Напряженность магнитного поля– векторная величина, которая для любой точки наблюдения вне зависимости от того находится ли она в вакууме или в веществе определяется из соотношения:

,

где напряженность магнитного поля измеряется в А/м.

Кроме поляризованности и намагниченности существуют другие объемно–распределенные источники ЭМП:

– объемная плотность электрического заряда; ,

где объемная плотность электрического заряда измеряется в Кл/м³;

– вектор плотности электрического тока, нормальная составляющая которого равна

.

В более общем случае ток, протекающий через незамкнутую поверхность S, равен потоку вектора плотности тока через эту поверхность:

,

где вектор плотности электрического тока измеряется в А/м².