РОЗДІЛ 1. ЕЛЕКТРИЧНІ КОЛА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

1.1. Основні поняття про електромагнітне поле

Основою всіх електромагнітних явищ є електромагнітне поле та електричний заряд. Електромагнітне поле – особливий вид матерії, який у всіх точках простору поєднує дві його складові, що називаються, відповідно, електричне та магнітне поля. Електромагнітне поле проявляється своєю дією на електрично заряджені частинки.

Електричний заряд – джерело електромагнітного поля, яке пов’язане з матеріальним носієм; елементарний електричний заряд – це внутрішній параметр елементарної частинки, що визначає її електромагнітну сутність, здатність до взаємодій. Уся сукупність електричних і магнітних явищ є проявом існування, руху і взаємодії електричних зарядів. Розрізняють два види електричних зарядів, які умовно називають додатними («+») та від’ємними («–»). Останні названі на честь електрона – елементарної від'ємно зарядженої частинки; заряд електрона .

Електричне поле – одна із двох складових електромагнітного поля, яка проявляється у дії на електрично заряджену частинку із силою , пропорційною зарядові частинки і незалежною від швидкості її руху. Це поле характеризується векторною величиною – напруженістю електричного поля , яка чисельно дорівнює відношенню сили, що діє на заряджену частинку, до її заряду і має напрямок сили, що діє на частинку з додатним зарядом, тобто .

Магнітне поле – друга складова електромагнітного поля, яка проявляється у дії на рухому електрично заряджену частинку із силою , пропорційною заряду частинки і швидкості її руху . Це поле характеризується векторними величинами: напруженістю магнітного поля і пов’язаною з нею магнітною індукцією . Чисельно магнітна індукція дорівнює відношенню сили до добутку заряду і швидкості частинки, тобто , якщо напрямок швидкості такий, що ця сила максимальна. Вектор магнітної індукції перпендикулярний до векторів сили і швидкості , а його напрямок при цьому збігається з поступальним переміщенням правоходового гвинта при його обертанні від напрямку сили до напрямку швидкості частинки з додатним зарядом. У підсумку перелічені величини поєднує формула .

У природному стані різні матеріальні тіла є електрично нейтральними, тобто елементарні додатні та від’ємні заряди рівномірно розподілені в їхньому об’ємі і врівноважують один одного. Щоб вивільнити заряди різних знаків і примусити їх рухатись в заданому напрямку, треба затратити енергію. Сили, які розділяють заряди різних знаків, долаючи електростатичні сили тяжіння між ними, називаються сторонніми. Походження сторонніх сил може бути різним: в електромеханічних генераторах це механічні сили, що передаються через вихрове електричне поле, яке виникає при зміні магнітного поля з часом, або це сили Лоренса, що діють з боку магнітного поля на електрони в провіднику, який рухається; в гальванічних елементах – це хімічні сили.