电荷、电流与电磁场的关系由
麦克斯韦方程组决定。麦克斯韦方程共有四條,是一组
偏微分方程,其未知量是电场强度(E)、磁场强度(H)、电通量密度(D)、磁通量密度(B)。其中包括这些未知量对
时间和空间的偏导数。给定了源(电荷与电流)和边界条件(电场与磁场在边界上的值),可以用数值方法求解麦克斯韦方程,从而得到电场和磁场在不同时刻和位置的值。这一过程称为电磁场数值计算,或者计算电磁学,在
电子工程尤其是
微波与
天线工程中有重要地位。现有的电磁场数值方法包括
有限元法(Finite Element Method, FEM),矩量法(Method of Moments, MoM),
时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)。在计算的精度与速度方面已经取得很多进展。可以准确计算普通天线或者微波器件的电磁场。