Магнитное и электрическое поля часто рассматриваются вместе, поскольку их можно назвать двумя сторонами одной медали. Для рассматриваемых понятий характерно много общих черт. К примеру, оба поля создаются электрическими зарядами. К тому же на все заряженные тела оказывает воздействие кулоновская сила. При этом существует и много отличий магнитного поля от электрического. Они затрагивают источники, графическое изображение, единицы измерения.
Что такое электрическое поле?
В физике под этим понятием принято понимать векторное поле, которое формируется вокруг частиц или тел, обладающих определенным зарядом. Электрическое поле считается одной из двух неотъемлемых составляющих электромагнитного поля.
Чтобы лучше разобраться в природе этого явления, нужно вспомнить, что такое кулоновская сила. Закон Кулона служит для определения степени взаимодействия между каждым из пары точечных электрических зарядов. При этом он учитывает сведения об интервале между ними.
Чтобы разобраться в напряженности явления, стоит обратиться к такому примеру:
- Есть 2 тела, которые обладают зарядом. При этом одно из них является неподвижным, а второе – перемещается вокруг первого.
- Кулоновская сила в этом случае равняется произведению заряда и напряженности.
- Напряженность будет включать параметр центрального заряда и квадрат расстояния от центра до второго тела.
Примечательно, что для каждой точки электрического поля параметр кулоновской силы и направление будут отличаться. В силу разницы направлений в разных точках понятие считается векторным.
Что такое магнитное поле?
Под этим термином в физике понимают силовое поле, которое оказывает влияние исключительно на движущиеся тела, частицы или заряды. Каждый из элементов характеризуется магнитным моментом. Сила в таком случае меньше зависит от движения заряда. В качестве заряженных частиц в этом случае выступают электроны. Что касается напряженности этого вида поля, величина будет находиться в прямой пропорции от скорости заряда и его параметров.
В качестве лучшего примера стоит привести планету Земля. Ее центральная часть состоит из раскаленного железа. Как и другие металлические объекты, он может перемещать по себе электроны. Именно поэтому наибольшее магнитное поле на Земле формируется самой планетой, или ее центром, если сказать точнее. Если это поле исчезнет, высока вероятность катастроф и даже гибели живых организмов.
В чем разница между электрическим полем и магнитным полем?
Оба рассматриваемых понятия считаются силовыми. Это означает, что в каждой точке пространства, в которой действует поле, на заряд влияет конкретная сила. В другой точке ее значение будет отличаться. Электромагнитное поле оказывает воздействие на заряженные тела и частицы. При этом оно действует на все заряды, тогда как магнитное поле – исключительно на движущиеся.
Существуют вещества, которые взаимодействуют с магнитным полем, но не включают движущиеся заряды. К ним, в частности, относятся ферромагнетики. Этим понятие отличается от электрического поля, поскольку аналогичных веществ для него не существует. У магнитов, естественных или намагниченных тел существует 2 полюса. Их называют южным и северным.
Отличается и графическое изображение рассматриваемых физических явлений. Линии напряженности электрического поля обладают началом и концом. Их можно визуализировать. В качестве примера стоит привести кристаллы хинина в масле. Линии индукции замкнуты. Их тоже можно визуализировать. Примером этого служат металлические опилки.
Отдельно стоит упомянуть электромагнитное поле, которое обладает характеристиками как электрического, так и магнитного поля. Это означает, что оно способно в определенных условиях поворачивать стрелку компаса и перемещать электрически заряженные частицы. Обе составляющие имеют тесную взаимосвязь друг с другом. Каждая из них отличается своим энергетическим запасом. Именно он влияет на энергию всего электромагнитного поля.
Сравнительная таблица
Главные особенности и отличия рассматриваемых понятий приведены в таблице:
Критерий | Электрическое поле | Магнитное поле |
Источник поля | Электрический заряд. | Магнит, ток. |
Обнаружение поля | При взаимодействии заряженных частиц. | При взаимодействии магнитов, проводников с током. |
Графическое изображение | Силовые линии или линии напряженности. | Силовые линии или линии магнитной индукции. |
Характер линий | Имеют начало и конец. Начало силовых линий находится на положительных зарядах, а конец – на отрицательных. | Являются замкнутыми. Линии выходят из северного полюса и входят в южный. В магните они замыкаются. |
Взаимодействие элементов | Разноименные заряженные частицы притягиваются, одноименные – отталкиваются. | Разноименные магнитные полюса притягиваются, одноименные – отталкиваются. |
Силовая характеристика | Вектор напряженности, измеряется в ньютонах на кулон. | Вектор магнитной индукции, единицей измерения является тесла. |
Индикаторы поля | Мелкие кусочки бумаги
Электрический султан Электрическая гильза. |
Металлические опилки
Магнитная стрелка Замкнутый контур с током. |
Принцип суперпозиции | Напряженность поля в определенной точке равна векторной сумме напряженностей полей, которые создаются каждым из зарядов по отдельности. | Магнитная индукция результирующего поля представляет собой векторную сумму индукции полей, которые создаются каждым источником по отдельности. |
Выводы
Оба рассматриваемых понятия изучаются разделом физики, который называется электромагнетизмом. Они представляют собой отдельные объекты, но имеют тесную взаимосвязь друг с другом. Электрическим полем называют область вокруг перемещающейся электрически заряженной частицы. Она также создает магнитное поле.