Elektromagnetyzm zdefiniowany

Oto dobry sposób na zdefiniowanie elektromagnetyzmu - Elektromagnetyzm to dziedzina fizyki zajmująca się badaniem siły elektromagnetycznej, rodzaju oddziaływania fizycznego zachodzącego między ładunkami elektrycznymi. Siła elektromagnetyczna jest przekazywana przez pola elektromagnetyczne składające się z pól elektrycznych i magnetycznych, a jest odpowiedzialna za promieniowanie elektromagnetyczne takie jak światło.

Kto odkrył elektromagnetyzm?

W 1820 roku duński fizyk Hans Christian Oersted odkrył, że igła kompasu przesunięta w pobliże przewodnika niosącego prąd zostanie odchylona. Gdy przestaje płynąć prąd, igła kompasu wraca do swojej pierwotnej pozycji. To ważne odkrycie pokazało relację między prądem elektrycznym a magnetyzmem, co doprowadziło do wynalezienia elektromagnesu i wielu innych wynalazków, na których opiera się współczesna przemysłowość.

Oersted odkrył, że pole magnetyczne nie miało związku z przewodnikiem, w którym płynęły elektrony, ponieważ przewodnik był wykonany z niemagnetycznej miedzi. Elektrony poruszające się przez przewód tworzyły pole magnetyczne wokół przewodnika. Ponieważ pole magnetyczne towarzyszy cząstce naładowanej, im większy prąd, tym większe pole magnetyczne. Rysunek 1 ilustruje pole magnetyczne wokół przewodnika niosącego prąd. Seria koncentrycznych okręgów wokół przewodnika reprezentuje pole, które, gdyby wszystkie linie były pokazane, wyglądałoby bardziej jak ciągły cylinder takich okręgów wokół przewodnika.

Rys. 1 - Pole magnetyczne utworzone wokół przewodnika, przez który płynie prąd.

Dopóki prąd płynie w przewodniku, linie sił pozostają wokół niego. [Rysunek 10-26] Jeśli mały prąd płynie przez przewodnik, linia sił rozciągnie się do okręgu A. Jeśli natężenie prądu wzrośnie, linia sił powiększy się do okręgu B, a dalsze zwiększenie prądu rozszerzy ją do okręgu C. Kiedy oryginalna linia (okrąg) sił rozszerza się z okręgu A do B, nowa linia sił pojawi się w okręgu A. W miarę wzrostu natężenia prądu, liczba okręgów sił rośnie, rozszerzając zewnętrzne okręgi dalej od powierzchni przewodnika niosącego prąd.

Rys. 2 - Rozszerzenie pola magnetycznego wraz ze wzrostem prądu.

Jeśli prąd płynie stałą, niezmienną prądem stałym, pole magnetyczne pozostaje nieruchome. Gdy prąd przestaje płynąć, pole magnetyczne koliduje, a magnetyzm wokół przewodnika zanika.

Igła kompasu służy do demonstracji kierunku pola magnetycznego wokół przewodnika niosącego prąd. Rysunek 3, Widok A, pokazuje igłę kompasu ustawioną pod kątem prostym do, i około jednego cala od, przewodnika niosącego prąd. Jeśli nie płynie prąd, północny koniec igły kompasu będzie wskazywał w kierunku magnetycznego bieguna Ziemi. Gdy płynie prąd, igła ustawia się pod kątem prostym do promienia poprowadzonego od przewodnika. Ponieważ igła kompasu to mały magnes, z liniami sił rozciągającymi się od południowego do północnego końca w metalu, obróci się, aż kierunek tych lini zgadza się z kierunkiem linii sił wokół przewodnika. Przenosząc igłę kompasu wokół przewodnika, utrzyma ona pozycję pod kątem prostym do przewodnika, co wskazuje, że pole magnetyczne wokół przewodnika niosącego prąd jest kołowe. Jak pokazano w Widoku B Rysunku 3, gdy kierunek prądu płynącego przez przewodnik zostanie odwrócony, igła kompasu wskaże przeciwny kierunek, co wskazuje, że pole magnetyczne zmieniło swój kierunek.

Rys. 3 - Pole magnetyczne wokół przewodnika niosącego prąd.

Metoda używana do określania kierunku linii sił, gdy znany jest kierunek prądu, jest pokazana na Rysunku 4. Jeśli przewodnik jest uchwycony w lewej ręce, z kciukiem wskazującym w kierunku prądu, palce będą owinięte wokół przewodnika w tym samym kierunku, co linie pola magnetycznego. To nazywane jest regułą lewej ręki.