Векторы электромагнитного поля

Электромагнитные поля (волны) описывают при помощи векторных функций пространства (координат) и времени. Согласно системе единиц СИ:

[В/м] – вектор напряженности электрического поля. Определяется как сила, с которой электрическое поле действует на единичный точечный положительный заряд.

[Кл/м²]– вектор электрического смещения. Характеризует связь электрического заряда с собственным электрическим полем.

[А/м]– вектор напряженности магнитного поля. Характеризует связь движущегося электрического заряда с собственным магнитным полем.

[Тл]– вектор магнитной индукции. Определяется как сила, с которой магнитное поле действует на одиночный точечный положительный заряд.

Векторы и называют силовыми векторами. Действительно, на движущийся электрический заряд q в электромагнитном поле действует сила Лоренца:

(1.3)

где и – сила воздействия электрического и магнитного полей на заряд;

– скорость движения заряда.

Из формулы (l.3) видно, что , т.е. напряженность электрического поля пропорциональна электрической силе. Если и взаимно перпендикулярны, то , т.е. магнитная индукция пропорциональна силе, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд. Векторные функции и полностью описывают электромагнитное поле в вакууме. Для описания ЭМП в материальных средах (диэлектриках и магнетиках) используют векторы и , называемые векторами возбуждения. Так, электрическое смещение D [Кл/м²] в любой среде одинаково и зависит только от величины возбуждающего заряда (Кл). Напряженность магнитного поля Н [A/m] зависит только от возбуждающего тока (А). Широко используется графическое описание ЭМП при помощи картин силовых (векторных) линий (рис.1.2).

1 2 3 4

Рисунок1.2 –Изображение полей положительного точечного заряда 1, двух зарядов, знаки которых противоположны 2, плоского конденсатора 3, провода с током 4