Síla elektromagnetického pole

Když mluvíme o elektromagnetickém poli, mají obvykle na mysli magnetické pole elektrických proudů, vlastně magnetické pole pohybujících se nábojů nebo rádiových vln. V praxi je elektromagnetické pole výsledné silové pole, které má existovat v uvažované oblasti prostoru elektrická a magnetická pole.

Každá ze složek elektromagnetického pole (elektrická a magnetická) ovlivňuje náboje různými způsoby. Elektrické pole působí na stacionární i pohybující se náboje, zatímco magnetické pole působí pouze na pohybující se náboje (elektrické proudy).

Ve skutečnosti je snadné pochopit, že během magnetické interakce magnetická pole interagují (například vnější magnetické pole, jehož zdroj není specifikován, ale jehož indukce je známa, a magnetické pole generované pohybujícím se nábojem) a během elektrické interakce elektrická pole interagují – vnější elektrické pole, jehož zdroj není specifikován, a elektrické pole daného náboje.

Pro usnadnění hledání sil pomocí matematického aparátu v klasické fyzice, koncepce intenzity elektrického pole E a indukce magnetického pole B, jakož i související s indukcí magnetického pole a s vlastnostmi magnetického prostředí, pomocná veličina, síla magnetického pole H… Uvažujte tyto vektorové fyzikální veličiny samostatně a zároveň pochopte jejich fyzikální význam.

Síla elektrického pole E

Pokud v určitém bodě prostoru existuje elektrické pole, pak na elektrický náboj umístěný v tomto bodě na straně tohoto pole bude působit síla F úměrná síle elektrického pole E a velikosti náboje q. Pokud nejsou známy parametry zdroje vnějšího elektrického pole, pak se znalostí q a F lze najít velikost a směr vektoru síly elektrického pole E v daném bodě prostoru, aniž bychom přemýšleli o tom, kdo je zdrojem toto elektrické pole.

Je-li elektrické pole konstantní a rovnoměrné, pak směr působení síly z její strany na náboj nezávisí na rychlosti a směru pohybu náboje vzhledem k elektrickému poli, a proto se nemění, bez ohledu na zda je náboj nehybný nebo se pohybuje. Síla elektrického pole v NE měřeno ve V/m (voltech na metr).

Indukce magnetického pole B

Pokud v daném bodě prostoru existuje magnetické pole, pak na stacionární elektrický náboj umístěný v tomto bodě na straně tohoto pole nebude působit žádná akce.

Pokud se náboj q dá do pohybu, pak na straně magnetického pole vznikne síla F a bude záviset jak na velikosti náboje q, tak na směru a rychlosti v jeho pohybu vůči tomuto poli a na velikost a směr vektorové indukce magnetického pole B daných magnetických polí.

Pokud tedy nejsou známy parametry zdroje magnetického pole, pak při znalosti síly F, velikosti náboje q a jeho rychlosti v, velikosti a směru vektoru magnetické indukce B v daném bodě pole lze nalezeno.

Takže i když je magnetické pole konstantní a rovnoměrné, pak směr působení síly na jeho straně bude záviset na rychlosti a směru pohybu náboje vzhledem k magnetickému poli. Indukce magnetického pole v soustavě SI se měří v T (Tesla).

Síla magnetického pole H

Je známo, že magnetické pole vzniká pohybem elektrických nábojů, tedy proudů. Indukce magnetického pole souvisí s proudy. Pokud proces probíhá ve vakuu, pak lze tento vztah pro vybraný bod v prostoru vyjádřit pomocí magnetické permeability vakua.

Pro lepší pochopení vztahu magnetická indukce B a sílu magnetického pole H, zvažte tento příklad: magnetická indukce ve středu cívky s proudem I bez jádra se bude lišit od magnetické indukce ve středu stejné cívky se stejným proudem I, pouze s feromagnetickým jádrem umístěným v něm.

Kvantitativní rozdíl v magnetických indukcích s jádrem a bez jádra (při stejné síle magnetického pole H) se bude rovnat rozdílu magnetických permeabilit materiálu zaváděného jádra a vakua. Magnetické pole SI se měří v A/m.

Kombinované působení elektrických a magnetických polí (Lorentzova síla) a magnetických polí. Tato celková síla se nazývá Lorentzova síla.