אלקטרומגנטיות מוגדרת
הנה דרך טובה להגדיר אלקטרומגנטיות - אלקטרומגנטיות היא ענף בפיזיקה העוסק בחקר כוח האלקטרומגנטי, סוג של אינטראקציה פיזית המתרחשת בין חלקיקים טעונים חשמלית. כוח האלקטרומגנטי נשא על ידי שדות אלקטרומגנטיים המורכבים משדות חשמליים ומגנטיים, והוא אחראי לפליטת קרינה אלקטרומגנטית כגון אור.
מי גילה את האלקטרומגנטיות?
בשנת 1820, הפיזיקאי הדני הנס כריסטיאן אוירסטד גילה שהמחוג של מצפן הנקרב לתוך מוליך נושא זרם יתעוות. כאשר זרם הזרם נפסק, המחוג של המצפן חזר למצבו המקורי. גילוי חשוב זה הראה קשר בין חשמל למגנטיות שהוביל לאלקטרומגנט ולרבות מהמצאות שעליהן מבוססת התעשייה המודרנית.
אוירסטד גילה שאין קשר בין השדה המגנטי למוליך בו היו זורמים האלקטרונים, מכיוון שהמוליך היה עשוי מנחושת לא מגנטית. האלקטרונים שנעו במוליך יצרו שדה מגנטי סביב המוליך. מכיוון ששדה מגנטי מלווה חלקיק טעון, ככל שהזרם גדול יותר, כך גם השדה המגנטי גדול יותר. ציור 1 מדגים את השדה המגנטי סביב מוליך נושא זרם. סדרה של מעגלים קונצנטריים סביב המוליך מייצגת את השדה, שאם היו מוצגים כל הקווים היו מראים יותר כגליל רציף של מעגלים כאלה סביב המוליך.
ציור 1 - שדה מגנטי שנוצר סביב מוליך שבו זורם זרם.
כל עוד זורם זרם במוליך, קווי הכוח נשארים סביבו. [ציור 10-26] אם זורם זרם קטן במוליך, יהיה קו כוח המתפרש עד מעגל A. אם זרם הזרם גדל, הקו של הכוח יגדל בגודלו עד למעגל B, וגידול נוסף בזרם ירחיב אותו עד למעגל C. כשהקו המקורי (מעגל) של הכוח מתפשט ממעגל A ל-B, קו כוח חדש יופיע במעגל A. ככל שזרם הזרם גדל, מספר המעגלים של הכוח גדל, ומרחיב את המעגלים החיצוניים רחוק יותר לפני המוליך הנושא זרם.
ציור 2 - הרחבת השדה המגנטי ככל שזרם הזרם גדל.
אם זרם הזרם הוא זרם ישר קבוע ללא שינוי, השדה המגנטי נשאר יציב. כשזרם הזרם נפסק, השדה המגנטי מתמוטט והמגנטיות סביב המוליך נעלמת.
מחוג מצפן משמש כדי להדגים את הכיוון של השדה המגנטי סביב מוליך נושא זרם. ציור 3 מבט A מדגים מחוג מצפן ממוקם בניצב ובמרחק של בערך אינץ' אחד ממוליך נושא זרם. אם לא היה זורם זרם, הקצה הצפון-מכוון של מחוג המצפן היה מצביע לעבר קטבים מגנטיים של כדור הארץ. כשהוא זורם, המחוג מסתדר בניצב לרדיוס שנ drown מהמוליך. מכיוון שמחוג המצפן הוא מגנט קטן, עם קווי כוח שמגיעים מדרום לצפון בתוך המתכת, הוא יסובב עד שהכיוון של הקווים האלה יתאים לכיוון קווי הכוח סביב המוליך. ככל שמחוג המצפן מועבר סביב המוליך, הוא יישאר בזווית ישרה למוליך, ומדגים שהשדה המגנטי סביב מוליך נושא זרם הוא מעגלי. כמו שמוצג במבט B של ציור 3, כשכיוון זרם ההזרמה דרך המוליך מתהפך, מחוג המצפן יצביע בכיוון ההפוך, ומדגים שהשדה המגנטי הופך את כיוונו.
ציור 3 - שדה מגנטי סביב מוליך נושא זרם.
שיטה המשמשת לקביעת כיוון קווי הכוח כשכיוון זרם ההזרמה ידוע, מוצגת בציור 4. אם המוליך נלקח ביד השמאלית, עם האגודל מצביע בכיוון זרם ההזרמה, האצבעות יהיו עטופות סביב המוליך באותו כיוון של קווי השדה המגנטי. זהו כלל היד השמאלית.