Termodinamica: CAMPUL ELECTROMAGNETIC

Campul electromagnetic (EMF) este ansamblul campurilor electrice si magnetice, care oscileaza si se genereaza reciproc la trecerea curentului electric printr-un conductor. Campul electromagnetic se propaga indefinit in spatiu si constituie una din fortele principale ale naturii. Campul electric este produs de un curent electric care traverseaza un conductor stationar, iar cel magnetic de un curent electric care traverseaza un conductor in miscare.
In viziunea clasica, acest camp electromagnetic este un camp uniform si continuu, care se propaga sub forma de unde. In viziunea teoriei cuantice, campul electromagnetic este compus din particule.

Descrierea matematica

Campurile electric si magnetic sunt reprezentate prin campuri vectoriale tridimensionale. Aceste campuri vectoriale au cate o valoare definita in fiecare punct, valori care sunt functii ale coordonatelor de spatiu si timp. Astfel, ele sunt notate de obicei prin $\mathbf{E}(x, y, z, t)$ (campul electric) si $\mathbf{B}(x, y, z, t)$ (campul magnetic).

Daca numai $\mathbf{E}$ este nenul si constant in timp, campul se numeste camp electrostatic. Daca numai $\mathbf B$ este nenul si constant in timp, campul se numeste camp magnetostatic. Daca unul din cele doua campuri este dependent de timp, atunci ambele campuri trebuie considerate ca un camp unitar (electromagnetic) descris de ecuatiile lui Maxwell. In vid, aceste ecuatii vectoriale sunt:

$\nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_0}$ (legea lui Gauss)

$\nabla \cdot \mathbf{B} = 0$ (legea de magnetism a lui Gauss)

$\nabla \times \mathbf{E} = -\frac {\partial \mathbf{B}}{\partial t}$ (legea lui Faraday)

$\nabla \times \mathbf{B} = \mu_0 \mathbf{J} + \mu_0\varepsilon_0 \frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}$ (legea Ampère-Maxwell)

unde

ρ

este densitatea sarcinii,

ε 0

este permitivitatea spatiului vid,

μ 0

este permeabilitatea spatiului vid si $\mathbf J$ este vectorul densitatii curentului. Intr-un material liniar, ecuatiile lui Maxwell se modifica prin inlocuirea permitivitatii si permeabilitatii spatiului vid cu cele ale materialului respectiv.
Legea fortei Lorentz descrie interactiunea campului electromagnetic cu materia incarcata. Cand un camp circula prin mai multe medii, proprietatile campului se modifica in functie de diferitele conditii la frontiera mediilor. Componentele tangentiale ale campurilor electric si magnetic relativ la frontiera celor doua medii sunt:

$\mathbf{E_{1}} = \mathbf{E_{2}}$