Магнітне і електричне поля часто розглядаються разом, будучи, так би мовити, двома сторонами однієї медалі. Обидва цих поля мають багато спільного. Наприклад, їх обох створюють електричні заряди. На будь-які електрично заряджені тіла діє кулоновская сила. Її ще називають силою електростатичного взаємодії. Вона прямо пропорційна добутку модулів зарядів (знаки зарядів визначають лише напрям дії сили: притягання або відштовхування) і обернено пропорційна квадрату відстані між цими тілами. У разі сфер або куль вважається квадрат відстані з центрів тел.
Електричне поле
Якщо ми візьмемо заряджене тіло і умовно назвемо його центром, а друге заряджене тіло будемо переміщати навколо центру, то кулонівську силу можна записати як заряд, помножений на напруженість електричного поля. В значення напруженості входять і значення заряду-центру, і квадрат відстані від центру до другого заряду в даній точці простору. Тобто ми просто взяли звичайну кулонівську силу і все, крім значення одного із зарядів, назвали напруженістю електричного поля.
У кожній точці цього поля своє значення і напрямок кулоновской сили. Таке поле називається векторним, адже в кожній точці свої модуль і напрям вектора, проведеного з початку координат (з заряду-центру) до цієї точки.
Магнітне поле
Магнітне поле, як і електричне, є векторних. Якщо електричне поле створюється будь-якими зарядженими тілами, то магнітне поле створюється тільки рухомими зарядами. Таким зарядом може бути має швидкість частка, яка нерідко зустрічається в завданнях з фізики, ток, адже ток - це спрямований рух заряджених частинок, металеве тіло, що рухається зі швидкістю. В цьому випадку в ролі зарядів будуть електрони, які рухаються разом з самим тілом. Напруженість магнітного поля прямо пропорційна швидкості заряду і його значенням. Як тільки заряд буде зупинений, магнітне поле зникне.
Магнітне поле соленоїда і постійного магніту
Приклади магнітних полів
Електромагніт складається з проводу, обмотаного навколо феромагнетика. При проходженні через провід струму, з'являється магнітне поле. Феромагнетик - така речовина, яке може вести себе як магніт нижче певної температури, званої температурою Кюрі. У звичайних умовах ферромагнетики поводяться як магніти тільки при наявності магнітного поля. У електромагніт поле створюється електричним струмом, і феромагнетик починає вести себе як магніт. Також цікавим прикладом є магнітне поле Землі.
Магнітне поле Землі
У центрі нашої планети, як вважають вчені, знаходиться ядро, що складається з рідкого заліза. Залізо - метал, і в ньому вільно переміщаються електрони. Це ядро не статично, тобто воно рухається, в зв'язку з цим рухаються електрони і створюють магнітне поле. Якби земне ядро почало зупинятися, як це було у фільмі Джона Еміел "Ядро Землі", земне магнітне поле дійсно б зникло, що призвело б до катастрофічних наслідків.
Основні подібності та відмінності
І електричне, і магнітне поля є силовими. Це означає, що в кожній точці простору, де діє це поле, на заряд діє певна для цієї точки сила. В іншій точці ця сила буде інший. Електромагнітне поле діє на заряджені тіла і частинки, але при цьому електричне поле діє на всі заряди, а магнітне - тільки на рухомі.
Є речовини, які взаємодіють з магнітним полем, хоча і не містять в собі рухомих зарядів, наприклад, згадані вище ферромагнетики. Аналогічних речовин для електричного поля немає. У магнітів, природних або намагнічених тіл (як стрілка компаса, наприклад), є два полюси, які називаються північним і південним.Звичайні електричні заряди більш-менш однорідні і полюсів не містять. Однак електричні заряди бувають двох типів: позитивні і негативні. Знак заряду впливає на напрямок кулоновской сили і, отже, на взаємодію двох заряджених частинок. Знак заряду не впливатиме на взаємодію інших зарядів з магнітним полем, він лише поміняє полюса місцями.
