Kako se odnosi elektromagnetska sila na elektricitet i magnetizam?

Elektromagnetska sila (EMF) je jedna od četiri fundamentalne sile u fizici koje unificiraju Električnu Interakciju između naboja i Magnetsku Interakciju između magnetskih naboja. Elektromagnetska sila je suštinski rezultat interakcije između električnog polja i magnetskog polja. U nastavku se nalazi detaljno objašnjenje elektromagnetske sile i njenog odnosa prema elektricitetu i magnetizmu:

Interakcija između električnih naboja

• Električno polje: Kada prisutan je električni naboj, oko njega se generiše električno polje. Električno polje je vektorsko polje čiji se pravac definiše kao pravac sile koja djeluje na pozitivni naboj u toj tački. Jačina električnog polja je proporcionalna magnitudi naboja i obrnuto proporcionalna kvadratu rastojanja (Coulombov zakon).

• Coulombov zakon: Coulombov zakon opisuje interakciju između naboja dve tačke u mirovanju. Ako dva naboja imaju isti predznak (isti naboj), postoji odbijajuća sila između njih; ako su predznaci naboja suprotni (različiti naboji), generiše se privlačna sila.

Interakcija između magnetskih naboja

• Magnetsko polje: Kada prisutna je električna struja (tj. pokretni naboj), oko nje se stvara magnetsko polje. Magnetsko polje je takođe vektorsko polje, čiji se pravac definiše kao pravac sile na pozitivni naboj u pravcu njegove kretanje (Lorentzova sila). Jačina magnetskog polja je povezana sa magnitudom i pravcem struje, i obrnuto proporcionalna kvadratu rastojanja.

• Lorentzova sila: Lorentzova sila opisuje silu koja djeluje na nabijenu česticu dok se kreće kroz magnetsko polje. Pravac sile je okomit na pravac brzine čestice i pravac magnetskog polja.

Elektromagnetska indukcija

• Faradajev zakon elektromagnetske indukcije: Kada se magnetsko polje menja dok prolazi kroz zatvorenu petlju, stvara se Elektromotorna Sila (EMF) u petlji, što dovodi do generisanja električne struje. Ovaj fenomen se naziva elektromagnetska indukcija.

• Maksvelove jednačine: Maksvelove jednačine su osnovni matematički okvir za opisivanje ponašanja elektromagnetskih polja. Ove jednačine otkrivaju intrinsku vezu između električnih i magnetskih polja, tj. menjajuće se električno polje može proizvesti magnetsko polje, a menjajuće se magnetsko polje može proizvesti električno polje.

Elektromagnetska valna

Širenje elektromagnetskih talasa: Elektromagnetski talasi su formirani oscilujućim električnim i magnetskim poljima koji su okomiti jedno na drugo i okomiti na pravac širenja talasa. Elektromagnetski talasi mogu putovati kroz vakuum brzinom jednako brzini svetlosti.

Jedinstvo elektromagnetske sile

Relativistički efekti: U okviru relativnosti, električna i magnetska polja tretiraju se kao različite aspekte istog fizičkog fenomena. Kada se promeni referentni okvir, električna i magnetska polja mogu se pretvoriti jedno u drugo.

Zaključak

Elektromagnetska sila je opći termin za električnu interakciju između naboja i magnetsku interakciju između magnetskih naboja. Generiše se interakcijom električnih i magnetskih polja, i može se opisati teorijama poput elektromagnetske indukcije i Maksvelovih jednačina. Elektromagnetska sila se manifestira kao interakcija između električnih i magnetskih polja na makroskalnom nivou, i interakcija između nabijenih čestica na mikroskalnom nivou. Elektromagnetska sila je jedna od najčešćih i najvažnijih sila u prirodi, koja ima veliku važnost za razvoj moderne nauke i tehnologije te svakodnevne živote.