Если в формуле (1) принять =1, то в уравнениях, описывающих взаимодействие электрических токов с магнитным полем, появляется множитель c-2, где c – скорость света в вакууме, c ≈ 3 ∙ 108 м/с. Единицы измерения электрических и магнитных величин будут отличаться на несколько порядков и становятся неудобными в практическом применении. В международной системе единиц СИ величина c2 разделена на два множителя:
один из них ( –электрическая постоянная) входит в формулы для электрического поля, другой ( –магнитная проницаемость) – в формуле для магнитного поля. Множитель введен в формулу (2), чтобы исключить его из других, практически более важных формул.
Всякая практическая система единиц измерения строится на применении эталонов физических величин. Единица измерения электрического заряда – кулон (Кл). Два заряда, по одному кулону каждый, помешенные на расстоянии 1 км друг от друга, взаимодействуют между собой с силой примерно в одну тонну. Эталон заряда практически невозможно изготовить. В системе СИ основной электрической единицей считается ампер (А). Если по проводу протекает электрический ток в 1А, то каждую секунду через поперечное сечение провода проходит заряд 1Кл, значит Кл = А∙c. Эталон одного ампера представляет собой две последовательно соединенных катушки; когда по ним протекает ток в 1А, они притягиваются с силой 1 ньютон (Н). По показанию измерителя силы с высокой точностью устанавливается нужный ток.
Связь между механическими и электрическими единицами измерений устанавливается посредством известных физических соотношений:
1) работа = сила × перемещение (расстояние),
2) работа = мощность × время = напряжение × ток × время.
Соответственно,
1) джоуль (Дж)=Н∙м,
2) Дж = ватт (Вт)·с = вольт (В)∙А∙с = В∙Кл.
Из формулы (2) следует, что электрическая постоянная имеет размерность:
Кулон, деленный на вольт, есть единица электрической емкости фарад (Ф). Таким образом,
= Ф/м
Размерность магнитной постоянной
(здесь в соответствии с формулой, которая считается определением идеальной катушки
принято, что
В = генри (Гн) ∙ А / с и Гн — единица индуктивности L).
Для запоминания удобна величина µ0 = 4π·10-7 Гн/м, соответственно,
Ф/м
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ