Điện từ Định nghĩa

Đây là một cách tốt để định nghĩa điện từ - Điện từ là một nhánh của vật lý liên quan đến việc nghiên cứu lực điện từ, một loại tương tác vật lý xảy ra giữa các hạt mang điện. Lực điện từ được truyền qua các trường điện từ bao gồm các trường điện và từ trường, và nó chịu trách nhiệm cho bức xạ điện từ như ánh sáng.

Ai đã phát hiện ra điện từ?

Năm 1820, nhà vật lý người Đan Mạch, Hans Christian Oersted, đã phát hiện rằng kim la bàn khi đặt gần một dây dẫn có dòng điện sẽ bị lệch. Khi dòng điện ngừng chảy, kim la bàn trở lại vị trí ban đầu. Phát hiện quan trọng này đã chứng minh mối quan hệ giữa điện và từ, dẫn đến sự ra đời của nam châm điện và nhiều phát minh khác mà ngành công nghiệp hiện đại dựa trên.

Oersted đã phát hiện ra rằng từ trường không liên quan gì đến dây dẫn trong đó các electron đang di chuyển, vì dây dẫn được làm bằng đồng không từ tính. Các electron di chuyển qua dây tạo ra từ trường xung quanh dây dẫn. Vì từ trường đi kèm với hạt mang điện, nên dòng điện càng lớn, từ trường càng mạnh. Hình 1 minh họa từ trường xung quanh dây dẫn có dòng điện. Một loạt các vòng tròn đồng tâm xung quanh dây dẫn đại diện cho từ trường, nếu tất cả các đường đều được hiển thị, chúng sẽ xuất hiện như một hình trụ liên tục của các vòng tròn như vậy xung quanh dây dẫn.

Hình 1 - Từ trường hình thành xung quanh dây dẫn có dòng điện chảy qua.

Miễn là dòng điện vẫn chảy trong dây dẫn, các đường lực sẽ vẫn tồn tại xung quanh nó. [Hình 10-26] Nếu một dòng điện nhỏ chảy qua dây dẫn, sẽ có một đường lực mở rộng ra vòng A. Nếu dòng điện tăng lên, đường lực sẽ tăng kích thước lên vòng B, và nếu dòng điện tiếp tục tăng, nó sẽ mở rộng lên vòng C. Khi đường lực ban đầu (vòng) mở rộng từ vòng A sang B, một đường lực mới sẽ xuất hiện ở vòng A. Khi dòng điện tăng, số lượng các vòng lực tăng lên, mở rộng các vòng bên ngoài xa hơn khỏi bề mặt dây dẫn có dòng điện.

Hình 2 - Sự mở rộng của từ trường khi dòng điện tăng.

Nếu dòng điện là dòng điện một chiều ổn định không thay đổi, từ trường sẽ đứng yên. Khi dòng điện dừng, từ trường sụp đổ và từ tính xung quanh dây dẫn biến mất.

Kim la bàn được sử dụng để minh họa hướng của từ trường xung quanh dây dẫn có dòng điện. Hình 3 View A cho thấy kim la bàn được đặt vuông góc với, và khoảng một inch từ, dây dẫn có dòng điện. Nếu không có dòng điện nào chảy, đầu phía bắc của kim la bàn sẽ chỉ về cực từ của Trái đất. Khi dòng điện chảy, kim sẽ tự căn chỉnh theo hướng vuông góc với bán kính vẽ từ dây dẫn. Vì kim la bàn là một nam châm nhỏ, với các đường lực từ kéo dài từ nam đến bắc bên trong kim, nó sẽ xoay cho đến khi hướng của các đường lực này phù hợp với hướng của các đường lực xung quanh dây dẫn. Khi kim la bàn được di chuyển xung quanh dây dẫn, nó sẽ duy trì vị trí vuông góc với dây dẫn, cho thấy từ trường xung quanh dây dẫn có dòng điện là hình tròn. Như được thể hiện trong View B của Hình 3, khi hướng dòng điện chảy qua dây dẫn được đảo ngược, kim la bàn sẽ chỉ theo hướng ngược lại, cho thấy từ trường đã đảo chiều.

Hình 3 - Từ trường xung quanh dây dẫn có dòng điện.

Phương pháp được sử dụng để xác định hướng của các đường lực khi biết hướng dòng điện, được thể hiện trong Hình 4. Nếu nắm dây dẫn bằng tay trái, với ngón cái chỉ theo hướng dòng điện, các ngón tay còn lại sẽ bao quanh dây dẫn theo cùng hướng với các đường từ trường. Điều này được gọi là quy tắc tay trái.