Elektromagnetismi skilgreint

Hér er góð leið til að skilgreina rafræna magnskyni - Rafrænt magnskyn er grennd af eðlisfræði sem fjallar um rafmagnsþyngd, tegund af fyrirbærum milli árásra partikla. Rafmagnsþyngd er keyrð af rafmagnsfjöllum sem eru samsett af rafefjöllum og magnfjöllum, og hún er aðstoðandi fyrir rafmagnsstráling eins og ljós.

Hver uppgötvaði rafrænt magnskyn?

Árið 1820 uppgötvaði danski eðlisfræðingurinn Hans Christian Oersted að kompassarnál sem kom nálægt straumleiðanda ferðaraðili myndi hreyfast. Þegar straumurinn stöðvaðist, skipti kompassarnál aftur í upprunalega stöðu sína. Þessi mikilvægi uppgötvun sýndi tengsl milli rafmagns og magnskyns sem leiddu til rafræns magns og margra uppfinninga sem byggja á þeim.

Oersted uppgötvaði að magnfjöllin höfðu enga tengsl við ferðaraðilinn sem rafmagnspartiklurnar fluttust í, vegna þess að ferðaraðillinn var gerður af ómagnskynju kúpu. Ráfpartiklurnar sem fluttust gegnum vélmyndinni búa til magnfjöll um ferðaraðilinn. Þar sem magnfjöll fylgja með árásra partiklu, þá er stærri straumur, og þá stærri magnfjöll. Mynd 1 sýnir magnfjöllin um ferðaraðil með straum. Samanborðandi hringir um ferðaraðilinn tákna fjöllin, sem ef allir línar væru sýndir, myndu sýna sjálfgefið svipuðan hring í formi um ferðaraðilinn.

Mynd 1 - Magnfjöll sem búa til um ferðaraðil með straum.

Svo lengi sem straumur fer í ferðaraðilinn, verða styrkurleikarinnar um hann. [Mynd 10-26] Ef smár straumur fer í ferðaraðilinn, verða styrkurleikarinnar út í hring A. Ef straumurinn er hækkaður, verða styrkurleikarinnar stærri í hring B, og frekar hækkun í straumi breytir þeim í hring C. Þegar upprunalegur hringur (hringur) af styrkurleikarum breytist frá hring A til B, kemur nýr hringur í hring A. Þegar straumurinn er hækkaður, aukast fjöldi hringa af styrkurleikarum, sem breytir ytri hringum í fjarlægra stað frá ofanferðaraðil.

Mynd 2 - Víddarmunur magnfjalla sem straumur hefur aukað.

Ef straumurinn er jafnbært ekki-breyttur beint straumur, verða magnfjöllin örugg. Þegar straumurinn stöðvaðist, falla magnfjöllin niður og magnskynin um ferðaraðilinn drepst.

Kompassarnál er notuð til að sýna stefnu magnfjalla um ferðaraðil með straum. Mynd 3 Sýnishorn A sýnir kompassarnál sett í rétt horn við, og um einn toll frá, ferðaraðil með straum. Ef enginn straum væri að fara, myndi norðurleg endi kompassarnálsins vísa til jarðar magnpóls. Þegar straumur fer, línast kompassarnál í rétt horn við radíus dreginn frá ferðaraðil. Þar sem kompassarnál er litill magni, með styrkurleikar sem strengja sig frá suður til norðurs inn í metala, mun hann snúa þar til stefnan þessa styrkurleikar samræmist stefnunni á styrkurleikum um ferðaraðil. Þegar kompassarnál er færð um ferðaraðil, mun hann halda sig í stöðu í rétt horn við ferðaraðil, sem sýnir að magnfjöllin um ferðaraðil með straum eru hringlaga. Sama og sýnt er í Sýnishorn B á Mynd 3, þegar stefnan straumsins í ferðaraðil er snúið við, mun kompassarnál vísa í móðuhlið, sem sýnir að magnfjöllin hafa snúið stefnuna sína.

Mynd 3 - Magnfjöll um ferðaraðil með straum.

Aðferð notuð til að ákvarða stefnuna á styrkurleikum þegar stefnan straumsins er vitað, er sýnd á Mynd 4. Ef ferðaraðilinn er tekinn í vinstri hönd, með tumann sem peistar í stefnu straumsins, munu fingrunar vera sveigðar um ferðaraðilinn í sama stefnu og línur magnfjallsins. Þetta kallast vinstri handar regla.