Elektromanyetik Alanlar

Elektrostatik alanlar olarak adlandırılan statik yükler tarafından oluşturulan elektrik alanları, zamana bağlı manyetik alanlar tarafından oluşturulan elektrik alanlarından karakteristik olarak farklıdır. İlki koruyucu bir alan olup, eğer test yükü alan içinde tam bir döngü yaparsa buna hiçbir net iş yapılmaz; ikincisi ise tanım gereği koruyucu bir alan değildir, net iş yapılır ve bu iş manyetik akıdaki değişim hızına orantılıdır.

Öte yandan, değişen manyetik alanlar tarafından oluşturulan alanlar için Gauss yasası gözlemi bozulur, çünkü bu alanlar her zaman kapalı döngüler oluştururlar. Böylece, bir kapalı yüzeyden geçen bir net akı yoktur, çünkü giren ve çıkan saç hatlarının sayısı aynıdır.

Farklılıklarına rağmen, deneyler gösterir ki, bu alanlar test yükleri üzerinde aynı türde bir kuvvet olan Lorentz kuvvetini uygularlar. Dahası, bu kuvvetler süperpozisyon ilkesini takip eder. Sonuç olarak, alanlar da süperpozisyon ilkesini takip eder. Bu nedenle, vektörel olarak toplanır ve sadece elektrik alanları olarak adlandırılır.

Koruyucu (elektrostatik) ve koruyucu olmayan elektrik alanları arasındaki ayrım, sadece belirli durumlarda önemlidir, örneğin ideal bir indüktörün içinde.

Doğa, farklı mekanizmalar tarafından üretilen alanların aynı türde Lorentz kuvveti uygulaması ve vektörel olarak eklenmesi gerekli olmadığı için sadeliğiyle bizi büyüler. Aynı sadelik manyetik alanlar için de geçerlidir.

Düzgün akımlar Ampere'in yasasını uygular ve manyetik alanlar üretir. Ancak, değişen elektrik alanlarının da manyetik alanlar üretmesi durumunda, alan hareketli bir test yüküne aynı Lorentz kuvvetini uygular ve düzgün akımlar tarafından üretilen alanla vektörel olarak eklenir. Bu gözlem, ikisine de manyetik alan adını vermek için neden olur.