Elektromagnetisme gedefinieerd

Hier is een goede manier om elektromagnetisme te definiëren - Elektromagnetisme is een tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met het bestuderen van de elektromagnetische kracht, een type fysieke interactie die optreedt tussen elektrisch geladen deeltjes. De elektromagnetische kracht wordt overgebracht door elektromagnetische velden, bestaande uit elektrische en magnetische velden, en is verantwoordelijk voor elektromagnetische straling zoals licht.

Wie ontdekte elektromagnetisme?

In 1820 ontdekte de Deense natuurkundige Hans Christian Oersted dat de naald van een kompas in de buurt van een geleider met stroom zou worden afgebogen. Toen de stroomstroom stopte, keerde de kompasnaald terug naar haar oorspronkelijke positie. Deze belangrijke ontdekking demonstreerde een relatie tussen elektriciteit en magnetisme die leidde tot de elektromagneet en vele uitvindingen waarop de moderne industrie is gebaseerd.

Oersted ontdekte dat het magnetische veld geen verband had met de geleider waarin de elektronen stroomden, omdat de geleider gemaakt was van niet-magnetisch koper. De elektronen die door de draad stroomden, creëerden het magnetische veld rond de geleider. Aangezien een magnetisch veld gepaard gaat met een geladen deeltje, neemt het magnetische veld toe naarmate de stroomsterkte toeneemt. Figuur 1 illustreert het magnetische veld rond een geleider met stroom. Een reeks concentrische cirkels rond de geleider vertegenwoordigt het veld, dat als alle lijnen zichtbaar waren, meer zou lijken op een continue cilinder van dergelijke cirkels rond de geleider.

Figuur 1 - Magnetisch veld gevormd rond een geleider waarin stroom stroomt.

Zolang er stroom door de geleider stroomt, blijven de krachtlijnen rondom deze aanwezig. [Figuur 10-26] Als er een kleine stroom door de geleider stroomt, zal er een krachtlijn zijn die uitloopt tot cirkel A. Als de stroomsterkte toeneemt, zal de krachtlijn in grootte toenemen tot cirkel B, en een verdere toename van de stroom zal het uitbreiden tot cirkel C. Terwijl de oorspronkelijke krachtlijn (cirkel) uitbreidt van cirkel A naar B, zal er een nieuwe krachtlijn verschijnen bij cirkel A. Naarmate de stroomtoename groter wordt, neemt het aantal cirkels van krachtlijnen toe, waardoor de buitenste cirkels verder van het oppervlak van de stroomdragende geleider komen.

Figuur 2 - Uitbreiding van het magnetische veld naarmate de stroom toeneemt.

Als de stroom een constante, niet-variërende directe stroom is, blijft het magnetische veld stationair. Wanneer de stroom stopt, stort het magnetische veld in en verdwijnt het magnetisme rond de geleider.

Een kompasnaald wordt gebruikt om de richting van het magnetische veld rond een geleider met stroom te demonstreren. Figuur 3, Weergave A, toont een kompasnaald die loodrecht staat op, en ongeveer een inch verwijderd is van, een geleider met stroom. Als er geen stroom stroomt, zou de noordzoekende kant van de kompasnaald naar de aardmagnetische pool wijzen. Wanneer er stroom stroomt, zal de naald zichzelf loodrecht op een straal vanaf de geleider richten. Aangezien de kompasnaald een klein magneet is, met krachtlijnen die van zuid naar noord door het metaal lopen, zal het zich richten tot de richting van deze lijnen overeenkomt met de richting van de krachtlijnen rond de geleider. Als de kompasnaald rond de geleider wordt bewogen, zal het zichzelf in een positie loodrecht op de geleider onderhouden, wat aantoont dat het magnetische veld rond een geleider met stroom cirkelvormig is. Zoals weergegeven in Weergave B van Figuur 3, wanneer de richting van de stroom door de geleider wordt omgekeerd, zal de kompasnaald in de tegenovergestelde richting wijzen, wat aantoont dat het magnetische veld zijn richting heeft omgekeerd.

Figuur 3 - Magnetisch veld rond een geleider met stroom.

Een methode om de richting van de krachtlijnen te bepalen wanneer de richting van de stroom bekend is, wordt getoond in Figuur 4. Als de geleider in de linkerhand wordt vastgegrepen, met de duim in de richting van de stroom, zullen de vingers om de geleider gewikkeld zijn in dezelfde richting als de lijnen van het magnetische veld. Dit wordt de linkse-handregel genoemd.