Mis on seos elektromagnetilise jõu ja elektri- ning magnetismi vahel?
Elektromagnetiline jõud (EMF) on üks neljast põhijõust füüsikas, mis ühendab laengude vahelise Elektrilise Interaktsiooni ja magnetlaengude vahelise Magnetilise Interaktsiooni. Elektromagnetiline jõud on peamiselt tulemus Elektrivälja ja Magnetvälja vahelistest interaktsioonidest. Järgmisel on elektromagnetilise jõu ja selle seose elektriga ja magnetismiga detailne selgitus:
Laengude vaheline interaktsioon
Elektriväli: Kui olemas on elektrilaeng, siis tekib selle ümber elektriväli. Elektriväli on vektorväli, mille suund on defineeritud kui jõu suund, mida see väli avaldab positiivsel laengul sellel punktil. Elektriväli tugevus on proportsionaalne laengu suurusega ja vastupidine kaheks astmele nende kaugusest (Coulombi seadus).
Coulombi seadus: Coulombi seadus kirjeldab kahe paigalseva punktlaengu vahelist interaktsiooni. Kui kaks laengut omavad sama märki (sama laeng), siis nende vahel on tagasitõmbav jõud; kui laengute märgid on vastupidised (erinevad laengud), siis tekib vedav jõud.
Magnetlaengude vaheline interaktsioon
Magnetväli: Kui olemas on elektrivool (st liikuv laeng), siis selle ümber tekib magnetväli. Magnetväli on samuti vektorväli, mille suund on defineeritud kui jõu suund positiivsel laengul selle liikumissuuna järgi (Lorentzi jõud). Magnetvälja tugevus on seotud voolu suuruse ja suunaga ning on vastupidine kaheks astmele nende kaugusest.
Lorentzi jõud: Lorentzi jõud kirjeldab jõudu, mida väljendatakse laetud osakesel, kui see liigub magnetväljas. Jõu suund on ristlik osakese kiiruse suunaga ja magnetvälja suunaga.
Elektromagnetiline induktsioon
Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus: Kui magnetväli muutub, läbides suletud tsükli, siis see tekitab tsüklis Elektromotorset Jõudu (EMJ), mis viib elektrivoolu tekke. See fenomen nimetatakse elektromagnetiliseks induktsiooniks.
Maxwelli võrrandid: Maxwelli võrrandid on põhiline matemaatiline raamistik elektromagnetiliste väljade käitumise kirjeldamiseks. Need võrrandid näitavad elektrivälja ja magnetvälja intrinsikut seost, st muutuv elektriväli võib tekitada magnetvälja ja muutuv magnetväli võib tekitada elektrivälja.
Elektromagnetiline lain
Elektromagnetilise laini levik: Elektromagnetilised lained moodustuvad nutivatest elektriväljade ja magnetväljade poolt, mis on ristlikud teineteise suhtes ja ristlikud laini levimissuuna suhtes. Elektromagnetilised lained saavad levida vakuumis valguse kiirusel.
Elektromagnetilise jõu ühtsus
Relatiivsuslikud efektid: Relatiivsusteooria raamistikus käsitletakse elektrivälju ja magnetvälju erinevate aspektide kui sama füüsika ilminguna. Kui referentsraamistik muutub, saavad elektriväli ja magnetväli teineteiseks teisenduda.
Kokkuvõte
Elektromagnetiline jõud on üldnimetus elektrilise interaktsiooni laengute vahel ja magnetilise interaktsiooni magnetlaengute vahel. See tekib elektrivälja ja magnetvälja interaktsioonist ning seda kirjeldatakse teooriatega, nagu elektromagnetiline induktsioon ja Maxwelli võrrandid. Elektromagnetiline jõud esineb makroskaalil elektrivälja ja magnetvälja vahelise interaktsioonina ning mikroskaalil laetud osakeste vahelise interaktsioonina. Elektromagnetiline jõud on üks levinumat ja olulisemat jõudu looduses, mis on suure tähtsusega kaasaegse teaduse ja tehnoloogia arengule ning igapäevaelule.
