Monopolo, dipolo e multipolo

La figura mostra un monopolo elettrico. Secondo le equazioni di Maxwell, è la sorgente del campo elettrico. Le linee di campo si allontanano dalla carica (verso di essa nel caso di cariche negative) come gli aculei di un riccio. Al centro è rappresentato un dipolo elettrico. Il campo magnetico di una spira conduttrice di corrente è mostrato a destra. Anche un singolo elettrone di spin, cioè un cosiddetto magnete elementare, presenta questa forma di campo magnetico. Dalle equazioni di Maxwell risulta che questa forma di campo magnetico è la più semplice possibile. Dall'esterno, assomiglia al campo di un dipolo elettrico. Per questo motivo il campo magnetico viene chiamato anche campo di dipolo. Anche distribuzioni di corrente complicate hanno componenti di campo di ordine superiore. Tuttavia, non esiste un monopolo magnetico.

La figura mostra l'ampiezza dei campi elettrici nel piano delle cariche. Le aree mostrate sono rappresentazioni tridimensionali dell'intensità del campo elettrico in questo piano e differiscono dalla rappresentazione diretta dei campi attraverso le linee di campo, come mostrato nell'ultima figura. Quando vengono visualizzate le linee di campo, viene mostrata anche la direzione delle forze magnetiche.

Qui a sinistra, invece, si può vedere il grafico dell'intensità di un campo elettrico monopolare, che viene visualizzato utilizzando la rappresentazione a colori del grafico 3D. Il campo elettrico è particolarmente forte nel punto in cui si trova la carica e poi diminuisce con il quadrato della distanza. A destra è mostrato un campo elettrico di dipolo. Il campo di dipolo è generato da due cariche opposte. I campi magnetici sono sempre campi di dipolo o di ordine superiore, poiché non esistono cariche magnetiche individuali.