Elektromagnētiskā lauka avoti

Elektromagnētiskā lauka avoti var būt elektriskais lādiņš un/vai elektriskā strāva.

Elektriskais lādiņšLabot

Elektrisko lādiņu fizikā apzīmē ar   un tā mērvienība ir kulons (C).

Elektriskais lādiņš var būt pozitīvs vai negatīvs.

Pozitīvu lādiņu veido protoni, savukārt negatīvu lādiņu - elektroni.

Lādiņiem piemīt elektriskā lādiņa nezūdamības likums.

Tilpuma lādiņa blīvumsLabot

Tilpuma lādiņa blīvumu fizikā apzīmē ar  

 
kur
  - tilpuma elements
  - lādiņš, kurš atrodas dotajā tilpumā

Saskaņā ar šo definīciju lādiņš ir integrālis

 

Virsmas lādiņa blīvumsLabot

Virsmas lādiņa blīvumu apzīmē ar  

 
kur
  - virsmas elements
  - lādiņš, kurš atrodas uz dotās virsmas

Saskaņā ar šo definīciju lādiņš ir integrālis

 

Lineārais lādiņa blīvumsLabot

Lineāro lādiņa blīvumu apzīmē ar  

 
kur
  - līnijas elements
  - lādiņš, kurš atrodas uz dotās virsmas

Saskaņā ar šo definīciju lādiņš ir integrālis

 

Delta funkcijaLabot

Pieņemsim, ka uz   ass punktā   atrodas punktveida lādiņš  . Visos   ass punktos lādiņa blīvums  , izņemot punktu  , kurā tas ir bezgalīgi liels, jo punktam nav tilpuma.

Lai gan funkcija   nav nepārtraukta, to var izteikt matemātiski šādi:

 
kur
  (Delta funkcija)

Vēl jābūt izpildītam šādam nosacījumam:

 ,

kurš nepieciešams, lai iegūtu galīgu lielumu  .

 

Vairāku lādiņu blīvumsLabot

Situācija ir līdzīga, ja uz   ass diskrētos punktos   izvietoti   punktveida lādiņi   un sistēmas pilnais lādiņš ir  . Arī šādu lādiņu izvietojumu var izteikt ar   funkcijām  .

 

Un līdz ar to

 

Elektriskā strāvaLabot

Elektriskā strāva - daļiņu (lādiņnesēju) orientēta plūsma. Elektriskā strāva vielā var plūst tad, ja tajā pietiekamā koncentrācijā eksistē brīvi lādiņnesēji, kas var pārvietoties makroskopiskā attālumā. Par šādām vielām saka, ka tās labi vada elektrisko strāvu jeb tie ir vadītāji. Lai strāva plūstu, vadītājā jāpastāv elektriskajam laukam, kuru rada elektroenerģijas avots. Elektriskā lauka spēks izraisa lādiņnesēju kustību. Lādiņnesēji var būt an brīvie elektroni metālā, pozitīvie un negatīvie joni gāzēs, šķidrumos, plazmā u.tml.

Elektriskās strāvas virziensLabot

Par elektriskās strāvas virzienu pieņemts uzskatīt pozitīvo lādiņnesēju kustības virzienu. Tāpēc, ja strāva ir negatīvu elektronu plūsma (kā, piemēram, metālos), tad strāvas virziens ir pretējs elektronu orientētās kustības virzienam.

Elektriskās strāvas stiprumsLabot

Elektriskās strāvas stiprums   ir elektriskais lādiņš  , kurš noteiktā laikā   izplūst caur vadītāja šķērsgriezuma laukumu.

 

Precizējot, strāvas stipruma formula ir:

 
kur
  - lādiņš, kurš izplūda caur vadītāja šķērsgriezuma laukumu
  - laika intervāls, kad notiek lādiņa plūsma

Elektriskās strāvas tilpuma blīvumsLabot

Elektriskās strāvas tilpuma blīvumu apzīmē ar  

Ja lādiņnesēji pārvietojas tilpumā, tad to plūsmas līnijas šķērso virsmu  

 
kur
 
  - virsmas   normāles vektors

Saistība ar lādiņa tilpuma blīvumuLabot

 
kur
  - lādiņu orientētās kustības vidējais ātrums

Elektriskās strāvas virsmas blīvumsLabot

Elektriskās strāvas virsmas blīvumu apzīmē ar  

Ja lādiņnesēji pārvietojas pa ķermeņa (vada) virsmu, tad to plūsmas līnijas šķērso līniju  , kura veido šo virsmu.

 
kur
 

Saistība ar lādiņa virsmas blīvumuLabot