Що таке електродинаміка

Електродинаміка має справу з широким колом явищ, пов’язаних з електромагнітним взаємодією тіл. Основним поняттям електродинаміки служить електромагнітне поле, за допомогою якого здійснюється ця взаємодія.

У загальному випадку електромагнітне поле являє собою складну комбінацію електричного і магнітного полів, мінливих в часі і породжують один одного. Електромагнітне поле описується рівняннями Максвелла; розгляд цих рівнянь виходить далеко за рамки шкільної програми.

Найбільш природний шлях вивчення електродинаміки – поступове сходження від простого до складного. На даному шляху ми проходимо наступні етапи.

1. Електростатика. У електростатиці розглядаються нерухомі електричні заряди. Вони створюють постійне електричне поле (яке називається ще електростатичним); магнітне поле в цій ситуації не виникає.

У електростатиці вводяться найважливіші поняття напруженості і потенціалу електричного поля, а також напруги (або різниці потенціалів) між двома точками. Електростатики присвячені наступні розділи:

^ Електричний заряд ^ Закон Кулона

^ Напруженість електричного поля ^ Потенціал електричного поля ^ Провідники в електричному полі ^ Діелектрики в електричному полі ^ Конденсатор. Енергія електричного поля

2. Постійний струм. Тепер електричні заряди починають синхронно рухатися з постійною швидкістю. Виникає постійний електричний струм, який розглядається в наступних розділах:

^ Постійний електричний струм ^ Закон Ома

^ З’єднання провідників ^ Робота і потужність струму ^ ЕРС. Закон Ома для повного кола ^ Електричний струм у металах ^ Електричний струм в електролітах ^ Електричний струм у газах ^ Напівпровідники

3. Магнітне поле. Виявляється, що магнітне поле породжується тільки рухомими зарядами (зокрема, електричним струмом). Діє магнітне поле також лише на рухомі заряди (зокрема, на провідники зі струмом). Маємо два розділи, присвячених магнітному полю:

^ Магнітне поле. Лінії ^ Магнітне поле. Сили

4. Електромагнітна індукція і електромагнітні коливання. Дотепер електричне і магнітне поля вивчалися незалежно один від одного. Виявляється, однак, що вони тісно пов’язані. Фарадей відкрив явище електромагнітної індукції: змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Найважливіший коло випливають звідси питань викладено в розділах:

^ Електромагнітна індукція ^ Самоіндукція ^ Електромагнітні коливання ^ Змінний струм. 1 ^ Змінний струм. 2 ^ Потужність змінного струму ^ Електроенергія

5. Електромагнітне поле. З’ясувалося, що природа має чудову симетрією: 1) змінне магнітне поле породжує електричне поле; 2) змінне електричне поле породжує магнітне поле. Взаємне перетворення електричного і магнітного полів один в одного говорить про те, що насправді є єдиний фізичний об’єкт, званий електромагнітним полем.

Електромагнітне поле підкоряється системі рівнянь Максвелла. Щоб зрозуміти ці рівняння, потрібно не менше року вивчати математику в гарному вузі. Тому в шкільній програмі електромагнітне поле розглядається лише в найзагальніших рисах:

^ Електромагнітне поле ^ Електромагнітні хвилі

Посилання на основну публікацію