Введение.

Векторы электромагнитного поля. Математический аппарат электродинамики.

Электромагнитное поле – это особый вид материи отличается непрерывным распределением в пространстве. Это электромагнитные волны, поле заряженных частиц. Скорость распространения электромагнитного поля в вакууме 3*10⁸ м/с. как только заряженная частица начинает двигаться, вокруг нее образуется магнитное поле. Кроме электромагнитного поля отличающегося непрерывным распределением, существует дискретные структуры электромагнитного поля. Это так называемые фотоны или кванты света.

Электрический заряд – представляет свойство частиц материи, характеризующее их взаимосвязь с электромагнитным полем. Существует 2 вида электрического заряда – положительный и отрицательный. В качестве примера положительных зарядов можно привести электрические частицы – протоны, отрицательный – электроны. Различают 2 рода элементарных электрических зарядов: связанные и свободные.

Связанные заряды входят в состав электрически нейтральных молекул или представляют собой ионы как положительные, так и отрицательные, находящиеся в кристаллической решетке твердого тела.

Свободные заряды могут перемещаться на макроскопические расстояния, например электроны в металле или ионы в газах и электролитах. Распределение свободных зарядов, в каком–то объеме характеризуется объемной плотностью r

Q – заряд, V – объем.

Поверхностная плотность заряда определяется:

напряженность электрического поля характеризует силовое воздействие электрического поля на электрические заряды

Силовое воздействие на электрический заряд пропорциональна величине напряженности поля

, - сила воздействия на заряд [Н/Кл]=[В/м]

Силовое электрическое поле можно наглядно изобразить при помощи векторных силовых линий напряженности.

Касательная в любой точке силовой линии должна совпадать с направлением вектора Е в этой точке.

Потоком dФ вектора Е сквозь площадку dS в направлении нормали n⁰ называют скалярное произведение вида:

Поток вектора Е сквозь поверхность S определяется выражением:

Если поверхность замкнута, берется интеграл по замкнутой поверхности