Úvod do elektromagnetismu a dva důležité aspekty

Použití elektromagnetismu lze si všimnout všude kolem nás. Nedokážeme si představit svět, kde nejsou žádná elektrická světla, telefony, osobní počítače a vlaky. To vše se děje kvůli elektromagnetické efekty.

Historie elektromagnetismu

 Vědec, Oersted ve svých experimentech prokázal, že elektrické proudy mohou vytvářet magnetické pole, a Faraday experimentálně ilustroval reverzní proces. Závěr těchto experimentů byl takový elektrická pole mohou být generovány měnícím se magnetickým polem a magnetická pole mohou být generovány elektrickým polem nebo jednoduše elektrickými proudy. James Clerk Maxwell také nesmírně přispěl ke vztahu mezi elektrickým a magnetickým polem.

Úvod do elektromagnetismu a dva důležité aspekty
Oersted , Image Credit - Christoffer Wilhelm Eckersberg umělec QS: P170, Q363823, Ørsted, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons
Úvod do elektromagnetismu a dva důležité aspekty
James Clerk Maxwell , Image Credit - George J. Stodart tvůrce QS: P170, Q19832615, James Clerk Maxwell, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons

Později Einstein, také prostřednictvím své speciální teorie relativity, uvedl, že spolu souvisejí a lze s nimi zacházet jako s jediným fenoménem. Interakce mezi elektřinou a magnetismem, kterou studujeme v této větvi, je známá jako elektromagnetismus.

Co je elektromagnetismus? 

Když proud protéká vodičem (např. Cívkou, vodičem), je indukováno magnetické pole. Tento proces je obecně známý jako elektromagnetismus. Směr čáry indukovaného magnetického pole je určen pravidlem pravého šroubu.

V tomto si představujeme, že držíme drát, kterým prochází proud, takže náš palec směřuje ke směru proudu a způsob, jakým se linie magnetického pole kroutí kolem drátu, je podobný zvlnění ostatních prstů. Tímto způsobem můžeme zjistit směr magnetického pole drátu.

pravítko pravé ruky
pravidlo pravého palce
magnetické pole kolem vodiče nesoucího proud
směr čar magnetického pole kolem vodiče nesoucího proud

Nyní, jakmile je určen směr a orientace magnetického pole, vyvstává další otázka, jaká je jeho velikost? Magnetické pole obklopující vodič nesoucí proud je relativně slabé pro množství proudu obecně používaného v praktických aplikacích, které stačí k odklonění malé jehly kompasu a dalších.

Pro vytvoření silných magnetických polí a v důsledku toho většího množství toku se stejným množstvím elektrického proudu mohou být dráty navinuty na cívku, ve které budou jednotlivá cirkulující magnetická pole kolem vodičů následně shrnuta.

Čáry magnetického pole v důsledku cívky nesoucí proud
Čáry magnetického pole v důsledku cívky nesoucí proud, Image Credit - Geek 3Správný solenoid VFPt 2CC BY-SA 3.0

Stručné vysvětlení elektrického proudu a magnetismu jako dvou základních aspektů elektromagnetismu

Podstatnou součástí elektromagnetismu je pojem elektřiny nebo elektrického proudu, který zase souvisí s chováním nábojů uvnitř hmoty, včetně jejich distribuce a pohybu. Různé materiály jsou klasifikovány jako vodiče nebo izolátory na základě pohybu nábojů uvnitř nich. Elektrický proud lze jednoduše říci jako míru toku nábojů.

Další podstatnou součástí elektromagnetismu je magnetismus. Věda o magnetismu se zrodila, když se na rudách prováděla různá pozorování, která mohla přitahovat malé kousky železa a směřovala určitým směrem, když byla držena na plovoucím korku. Později bylo odvozeno, že tento jev byl výsledkem různých spinových magnetických momentů elementárních částic.

Co jsou elektromagnetické vlny?

Matematické elektromagnetické rovnice dané Maxwellem ukazují, že elektrické pole a magnetické pole cestují vesmírem jako vlna. To je možné, protože měnící se magnetické pole bude vyvolávat měnící se elektrické pole a naopak, a tato měnící se pole cestují prostorem navzájem kolmo, a to i při absenci jakéhokoli média. Tyto druhy vln byly poté označovány jako elektromagnetické vlny.

Elektromagnetické vlny
Elektromagnetické vlny
Kredit: And1muEM-vlnaCC BY-SA 4.0

Co je elektromagnetická indukce?

Abychom nejprve porozuměli elektromagnetické indukci, musíme vědět o magnetickém toku. Stejně jako elektrický tok je magnetický tok úměrný počtu čar magnetického pole procházejících povrchem. Relativní pohyb jakéhokoli magnetického pole a vodiče má za následek změnu magnetického toku vodičem, což vede k produkci indukované elektromotorické síly (emf) nebo napětí. Tento jev se nazývá elektromagnetická indukce. Více o elektromagnetické indukci se dozvíte v následující části.

Úvod do elektromagnetismu a dva důležité aspekty
indukce magnetického pole pomocí elektrického pole, Image Credit - Simple_electromagnet.gif: Původní nahrávač byl Berserkerus at Ruská Wikipedia. odvozená práce: Chetvorno (mluvit) Změny zdrojového obrazu: Otočeno CCW o 90 ° a zesvětleno, aby byly zvýrazněny detaily., Jednoduchý elektromagnet2, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons

Co je elektromagnetická síla?

Elektrická síla působí pro nabité částice. Ale magnetická síla působí na pohybující se nabité částice. Kombinaci elektrických a magnetických sil na nabitou částici lze tedy shrnout jako elektromagnetickou sílu.

Další článek týkající se elektroniky klikněte zde

O Amritovi Shawovi

Úvod do elektromagnetismu a dva důležité aspektyPřipojte se k našemu bývalému autorovi: LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/amrit-shaw/)

en English
X