Раздел 4

5. Теория электромагнитного поля

2.Общие вопросы

Теория электромагнитного поля используется для расчета магнитных и электрических полей различных электрических машин и приборов. Незаменима эта теория и для исследования радиотехнических изделий, которые используют процесс движения электромагнитной энергии. Носитель этой энергии – электромагнитное поле – существенно отличается от привычной материальной среды. Об этом свидетельствует факт передачи электромагнитной энергии через вакуум.. Таким образом, электромагнитное поле – особый вид материи в отличие от вещества. Однако оно имеет ряд признаков свойственных веществу:

а) обладает массой;

б) энергией;

в) количеством движения и моментом количества движения.

Это свойства материи, которые подчиняются законам физики.

Электромагнитное поле может создаваться из вещества и превращаться в вещество и никуда не исчезает. Оно может существовать вместе с зарядами и отдельно от них (электромагнитные волны). Электромагнитное поле материально, а заряд не материален, это свойство частицы создавать поле и взаимодействовать с полем. Природа электричества неизвестна.

Электрическое поле и магнитное это две стороны единого электромагнитного поля. Электрическое поле создается электрическими зарядами, а также изменяющимся магнитным полем. Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами, а также изменяющимся электрическим полем. Раздельное изучение электрического и магнитного полей это лишь методический прием.

Для расчета электрических цепей, где действуют постоянные токи, и токи невысокой частоты нет необходимости использовать теорию электромагнитного поля. При расчете электрических цепей использовались следующие основные уравнения:

1. – закон полного поля. (5.1)

2. – закон электромагнитной индукции. (5.2)

3. – закон Гаусса. (5.3 )

4. – постулат Максвелла. (5.4)

5. – принцип непрерывности магнитного потока. (5.5)

6. – принцип непрерывности полного электрического тока. (5.6)

7. . (5.7)

8. . (5.8)

9. . (5.9)

Эти уравнения характеризуют поле по поверхности, по объему, по контуру, и не характеризуют его по каждой точке. Для того, чтобы выяснить характер электромагнитного поля, этих интегральных уравнений недостаточно. Необходимо перейти к дифференциальной формулировке этих законов, т.е. к уравнениям Максвелла. Уравнения Максвелла рассматривают поля в пространстве с помощью векторной алгебры. Рассмотрим некоторые вопросы векторной алгебры, непосредственно связанные с теорией поля.