Электрическое, магнитное и электромагнитное поля
Электрическое поле (ЭП), открытое М. Фарадеем, представляет материальную среду, возникающую вокруг неподвижного или движущегося заряда и существует в любом измерении. Электрические поля существуют внутри атомов, молекул, Земли, Солнца и любых космических образований. В качестве базы для описания такого поля используют заряд электрона q = 1,6 · 10–19 Кл с массой m = 9,1 · 10–31 кг.
Магнитное поле (МП) возникает при движении указанных зарядов в виде дополнительного, гораздо более слабое взаимодействия между ними. Когда одноименные заряды движутся в одну сторону, между ними возникает дополнительное притяжение, при движении в противоположные стороны возникает отталкивание. Такое дополнительное взаимодействие движущихся зарядов называют магнитным взаимодействием. В связи со слабостью магнитного взаимодействия по сравнению с электрическим его заметить можно лишь при высокой скорости движения заряда, близкой к скорости света, либо когда число зарядов велико.
Упорядоченное движение электронов среди положительных ионов кристаллической решетки вызывает магнитное взаимодействие проводов с током. Движущийся заряд создает вокруг себя не только ЭП, но и в добавок к нему еще и МП. В результате поле вокруг заряда описывается как электромагнитное поле (ЭМП). ЭП действует на любой заряд, МП действует только на движущийся заряд.
Величину электрического поля характеризует его напряженность (Е), единицей ее измерения является Е = 1 В/м. У магнитного поля есть разные характеристики и разные единицы их измерения. В качестве базы используется магнитная индукция В = 1 Тл однородного магнитного поля (МП), равная:
В = µВ0,
где µ – магнитная проницаемость;
В0 – индукция в вакууме.
Электрическая напряженность Е = 1 В/м является небольшой величиной. Однако при пробое воздуха, вызванном статическим зарядом, напряженность в месте искрового пробоя достигает 3 · 106 В/м. Магнитная индукция, равная В = 1 Тл, создает очень сильное МП. Такая индукция характерна для сильных постоянных магнитов, применяемых в электродвигателях и генераторах. МП с индукцией от 1 до 3 Тл используют в медицине при МРТ (магниторезонансной томографии).