2.1 Измерение полей e и b.

Напряжённость электрического поля, векторная физическая величина (Е), являющаяся основной количественной характеристикой электрического поля; определяется отношением силы, действующей со стороны поля на электрический заряд, к величине заряда (при этом заряд должен быть малым, чтобы не изменять ни величины, ни расположения тех зарядов, которые порождают исследуемое поле). В вакууме напряжённость электрического поля удовлетворяет принципу суперпозиции, согласно которому полная напряжённость поля в точке равна геометрической сумме напряжённостей полей, создаваемых отдельными заряженными частицами. Для электростатического поля напряжённость поля может быть представлена как градиент электрического потенциала ; Е = .

В Международной системе единиц (СИ) напряжённость электрического поля измеряется в единицах В/м.

2.2 Электрическое поле неподвижного точечного заряда (закон Кулона) и магнитное поле элементарного тока (закон Био-Савара-Лапласа).

Закон Кулона - один из основных законов электростатики, определяющий силу взаимодействия между двумя покоящимися точечными электрическими зарядами, т. е. между двумя электрически заряженными телами, размеры которых малы по сравнению с расстоянием между ними.

Установлен Шарлем Огюстом Кулоном (1785) опытным путём с помощью изобретённых им крутильных весов. Согласно закону Кулона, два точечных заряда взаимодействуют друг с другом в вакууме с силой F, величина которой пропорциональна произведению зарядов q₁ и q₂ и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними:

F = kq₁q₂r/r³.

Здесь k - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбранной системы единиц; в Международной системе единиц (СИ) k = 1/4₀, где ₀ - электрическая постоянная. Сила F направлена по прямой, соединяющей заряды, и соответствует притяжению для разноимённых зарядов и отталкиванию для одноимённых.

Если взаимодействующие заряды находятся в однородном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью , то сила взаимодействия уменьшается в  раз: F = kq₁q₂r/r³.

Закон Кулона служит одним из экспериментальных оснований классической электродинамики; его обобщение приводит, в частности, к теореме Гаусса.

Закон Био-Савара - закон, определяющий напряжённость магнитного поля, создаваемого электрическим током.

Закон Био-Савара был открыт французскими учёными Жаном Б. Био (J. В. Biot) и Феликсом Саваром (F. Savart) в 1820 и сформулирован в общем виде Пьером Лапласом (P. Laplace).

Согласно этому закону, малый отрезок проводника dl, по которому течёт ток силой I, создаёт в данной точке пространства, находящейся на расстоянии r от отрезка dl (dl << r), магнитное поле напряжённостью

dH = Idlr/4r³.

dH = Idlsin/4r².

Здесь  - угол между направлением тока в отрезке dl и радиусом-вектором r, проведённым от отрезка к точке наблюдения.

Вектор напряжённости магнитного поля dН перпендикулярен плоскости, содержащей dl и r, и её направление определяется правилом буравчика: если вращать рукоятку буравчика (с правой нарезкой) от dl к r, то поступательное движение буравчика укажет направление dН.

Полная напряжённость магнитного поля Н, создаваемого проводником с током, равна векторной сумме величин dН, обусловленных всеми элементами dl проводника.

В частности, напряжённость Н магнитного поля на расстоянии r от длинного прямого провода, по которому течёт ток силой I, равна

H = I/2r.

В центре кругового контура (радиуса R), некоторому течёт ток силой I,

H = I/2R,

а на его оси в точке, отстоящей от плоскости контура на расстоянии z >> R,

H = R²I/2z³,

на оси соленоида из n витков H = nI.

Закон Био-Савара можно рассматривать также как закон, определяющий магнитную индукцию dВ.

dB = ₀Idlr/4r³,

₀ - магнитная постоянная.