Hvað er munurinn á magnétískum einheiti og rafmagnseind á milli sanna í samvarpi við reikna sín?

Mismunir á milli magnettengil og rafmagnstengil í samhengi með sviðum

Magnettengil og rafmagnstengil eru tvö mikilvæg hugtök í rafmagnsfræði og þau sýna markaðar mismun í sviðseiginleikum og ferli. Hér er nánari samanburður á þessum tveimur tegundum tengila í samhengi við sviðin:

1. Skilgreiningar og eðlisfræðileg bakgrunnur

Rafmagnstengill: Rafmagnstengill merkir einnlokaða punktstofu, hvort sem er jákvæða eða neikvæða. Samkvæmt Coulomb's lögnum, minnkar rafmagnsfjöldi sem rafmagnstengill myndar með ferning af fjarlægð (1/r²) og stefnar radíalega út frá (eða inn í) töflu.

Magnettengill: Magnettengill er hugsanlegt einnlokað magnettölulag, svipað hugtökum rafmagnstengils. En magnettenglar hafa ekki verið séð í náttúru. Nútíma magnétferli eru allir vegna dipóla (par norður- og suðurpól). Ef magnettengil væri til, myndu þeir búa til magnétsvið svipað rafmagnstengil, en þetta er aðeins teórfært gisk.

2. Sviðsferli

Rafmagnstengill

Utbreiðsla rafmagns: Rafmagnssviði E sem rafmagnstengill myndar er kúlulegt samhverft og fylgir Coulomb's lögnum:

þar sem $\mathrm{<br>}$q er töflun, ϵ₀ er töluþéttleiki í tómarúmi, $\mathrm{<br>}$r er fjarlægð frá töflu til athugunarpunkts, og r̂ er radíalegt einingarvigur.

• Utbreiðsla rafmagnspóts: Rafmagnspotens V rafmagnstengils minnkar línulega með fjarlægð:

Magnettengill (Hugsanlegur)

• Utbreiðsla magnétssviðs: Ef magnettengil væru til, myndu þeir búa til sama kúlulegt samhverft magnétssvið B, fylgjandi formi eins og Coulomb's lög:

  

• þar sem   $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">g\; er\; magnettölulag, </span>\; }$μ₀ er magnétþéttleiki í tómarúmi,   $\mathrm{<br>\; }$r er fjarlægð frá magnettengil til athugunarpunkts, og r̂ er radíalegt einingarvigur.

• Utbreiðsla magnétspóts: Magnétspóti ϕm minnkar líka línulega með fjarlægð:

  

3. Rúmfræðilegar eiginleikar sviðslína

• Rafmagnssviðslínu: Rafmagnssviðslínu rafmagnstengils koma úr jákvæðri töflu (eða inn í neikvæða töflu) og strækast til óendanlegs. Þessar sviðslínu eru útbreiddar, sem bendir til að rafmagnsfjöldi strækur út.

• Magnétssviðslínu: Magnétssviðslínu magnettengils myndu líka koma úr tengil (eða inn í hann) og strækast til óendanlegs. Þessar sviðslínu eru líka útbreiddar, sem bendir til að magnétssvið strækir út.

4. Hærri stig flerstöfu víðbrot

• Rafmagnsfjölbrot: Að auki rafmagnstengilum, geta verið rafmagnsdipólar, fjórðungar, o.s.frv. Rafmagnsdipóll hefur tvær jafnstórar og mótteknar töflur, og rafmagnssviðsútbreiðslan hans er miskennd frá rafmagnstengil, sem sýnir flóknari samhverfi og dýptarmun.

• Magnétfdipólar: Nútíma magnétferli eru aðallega valdi af magnétvdipólm, svo sem bar-magnettar eða straumhringir. Magnétssviðsútbreiðslan magnétvdipóls er miskennd frá rafmagnsdipóli, en í praktískum notkunum umræðum við venjulega bara magnétvdipóla án hærri stigs magnétvfjölbrot.

5. Birting í Maxwell's jöfnum

• Rafmagnstengill: Í Maxwell's jöfnum kemur töflutölulegð ρ fram í Gauss's lög fyrir rafmagn:

• Þetta bendir til að tilgangur rafmagnstengils leiðir til útbreiðslu í rafmagns.

• Magnettengill: Í staðlaðum Maxwell's jöfnum er engin magnettölulegð ρm, svo Gauss's lög fyrir magnét er:

Þetta bendir til að í klassískri rafmagnsfræði eru engir einnlokaðir magnettengil. En ef magnettengil væru komin, þá myndi þessi jafna verða:

Þetta leyfir tilgang magnettengila.

6. Kvantameðferð

• Rafmagnstengill: Rafmagnstengil eru til í raun og rafmagnsþeirra má lýsa með kvantameðferð (QED).

• Magnettengill: Ef þótt magnettengil hafi ekki verið séð, hafa þeir mikilvæg teórfært áhrif í kvantafræði. Til dæmis, Dirac setti fram að tilgangur magnettengila myndi leita til kvantun bæði rafmagns- og magnettölulegra og myndi hafa áhrif á fasu bæði töflu og magnettölulegra.

Samantekt

• Rafmagnstengill: Þekktur til, býr til kúlulegt samhverft rafmagns sem minnkar með ferning af fjarlægð.

• Magnettengill: Hugsanlegur, ætti teórfært að búa til sama kúlulegt samhverft magnétssvið sem minnkar með ferning af fjarlægð.

Aðal mismunurinn liggur í því að rafmagnstengil eru rauntöluleg atburður, en magnettengil eru aðeins teórfært gisk.