Електромагнетизъм дефиниран

Ето добър начин да дефинираме електромагнетизма - Електромагнетизмът е разклонение на физиката, което изучава електромагнитната сила, вид физическо взаимодействие, което се проявява между заредени частици. Електромагнитната сила се предава чрез електромагнитни полета, съставени от електрически и магнитни полета, и е отговорна за електромагнитното излъчване, като светлината.

Кой откри електромагнетизма?

През 1820 г. датският физик Ханс Кристиан Оерстед откри, че игла на компас, която се приближи до проводник, пренасящ ток, ще бъде отклонена. Когато потокът на тока спре, иглата на компаса се връща към своето изходно положение. Това важно откритие демонстрира връзка между електричество и магнетизъм, което доведе до електромагнита и до много от изобретенията, на които се основава модерната индустрия.

Оерстед откри, че магнитното поле няма връзка с проводника, в който текат електроните, тъй като проводникът е направен от немагнитен меден материал. Електроните, движещи се през жицата, създават магнитно поле около проводника. Тъй като магнитното поле придружава заредена частица, колкото по-голям е потокът на тока, толкова по-голямо е и магнитното поле. Фигура 1 илюстрира магнитното поле около проводник, пренасящ ток. Серия от концентрични кръгове около проводника представляват полето, което, ако всички линии бяха показани, биха изглеждали като непрекъснат цилиндър от такива кръгове около проводника.

Фиг. 1 - Магнитно поле, образувано около проводник, през който тече ток.

Докато токът тече в проводника, линиите на сила остават около него. [Фигура 10-26] Ако малък ток тече през проводника, ще има линия на сила, достигаща до окръжност A. Ако потокът на тока се увеличи, линията на сила ще се увеличи в размер до окръжност B, и допълнително увеличение на тока ще я разшири до окръжност C. Като оригиналната линия (окръжност) на сила се разширява от окръжност A до B, нова линия на сила ще се появи на окръжност A. Като потокът на тока се увеличава, броят на окръжностите на сила се увеличава, разширявайки външните окръжности по-далеч от повърхността на проводника, през който тече ток.

Фиг. 2 - Разширяване на магнитното поле, когато токът се увеличава.

Ако потокът на тока е постоянен и не варира, магнитното поле остава неподвижно. Когато токът спре, магнитното поле се събори и магнетизъмът около проводника изчезва.

Иглата на компаса се използва, за да се демонстрира посоката на магнитното поле около проводник, през който тече ток. Фигура 3, Вид A, показва игла на компас, поставена под прав ъгъл и на около един инч разстояние от проводник, през който тече ток. Ако токът не течеше, северния край на иглата на компаса би сочил към магнитния полюс на Земята. Когато токът започне да тече, иглата се ориентира под прав ъгъл към радиус, чертан от проводника. Тъй като иглата на компаса е малка магнит, с линии на сила, простиращи се от юг към север в метал, тя ще се завърти, докато посоката на тези линии съвпадне с посоката на линиите на сила около проводника. Когато иглата на компаса се движи около проводника, тя ще поддържа позицията си под прав ъгъл към проводника, показвайки, че магнитното поле около проводник, през който тече ток, е кръгово. Както е показано в Вид B на Фигура 3, когато посоката на потока на тока през проводника се обърне, иглата на компаса ще сочи в противоположна посока, показвайки, че магнитното поле е обърнато.

Фиг.3 - Магнитно поле около проводник, през който тече ток.

Метод, използван за определяне на посоката на линиите на сила, когато е известна посоката на потока на тока, е показан на Фигура 4. Ако проводникът се хване с лявата ръка, с палецът, сочещ в посоката на потока на тока, пръстите ще обгърнат проводника в същата посока, както линиите на магнитното поле. Това се нарича правило на лявата ръка.