Согласно квантовой электродинамике, любой электрический заряд окружен электрическим полем, силовой количественной характеристикой которого является векторная величина – напряженность электрического поля – Е.
E=F/q, где
F – сила, действующая на заряд;
q – пробный положительный заряд
Напряженность электрического поля характеризуется силовыми линиями, которые начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных.
Кроме векторной характеристики электрического поля, существует и его скалярная величина – потенциал – φ:
φ=П/q, где
П – потенциальная энергия положительного пробного заряда q;
q – пробный положительный заряд.
Каждой точке электрического поля соответствует свой потенциал. Изменение потенциала поля называется разностью потенциалов или напряжением:
П>1/q – П>2/q = φ>1 – φ>2= △φ = U, где
φ>1 – φ>2 – разность потенциалов; U – напряжение
Упорядоченное движение электрических зарядов называется электрическим током. В электрическом поле оно происходит под действием кулоновских сил, но может происходить и под действием неэлектрических сил, которые называются сторонними силами.
Движущиеся электрические заряды по характеру взаимодействия резко отличаются от взаимодействий неподвижных зарядов. Если неподвижные электрические заряды окружены электростатическими электрическими полями, где действуют кулоновские силы, то вокруг подвижных электрических зарядов, наряду с электрическими формируются магнитные поля и при их взаимодействии проявляются дополнительные магнитные силы.
Таким образом, проведенный литературный обзор говорит о том, что электромагнетизм и электромагнитные взаимодействия хорошо изучены, как теоретически, так и в практических приложениях.
Современная теоретическая физика, опираясь на принципы квантовой механики, глубоко и всесторонне обосновали базовые понятия теории электромагнетизма, вместе с тем следует отметить, что в ней оставались некоторые вопросы и сомнения:
– не ясна природа электрических зарядов;
– не раскрыт механизм взаимодействия электрических зарядов;
– не установлены причины возникновения электрического поля вокруг каждого заряда;
– почему положительные заряды перемещаются по направлению силовых линий напряженности электрического поля, а отрицательные против них;
– нет ответа на вопрос, где сосредоточена энергия неподвижных зарядов, только ли на заряженных телах или во всех точках электрического поля.