Πώς σχετίζονται τα ηλεκτρικά ρεύματα και ο μαγνητισμός;

Τα ηλεκτρικά ρεύματα και ο μαγνητισμός σχετίζονται στενά, σχηματίζοντας το θεμέλιο του ηλεκτρομαγνητισμού. Εδώ είναι:

1. Οι χρεώσεις μετακίνησης δημιουργούν μαγνητικά πεδία:

* Η θεμελιώδη αρχή είναι ότι κινούμενα ηλεκτρικά φορτία δημιουργούν μαγνητικά πεδία . Αυτό παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Hans Christian Oersted το 1820.

* Ένα απλό παράδειγμα είναι ένα καλώδιο που φέρει ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Τα κινούμενα ηλεκτρόνια στο σύρμα δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από το σύρμα. Η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου καθορίζεται από την κατεύθυνση του ρεύματος χρησιμοποιώντας τον κανόνα δεξιού.

2. Τα μαγνητικά πεδία ασκούν δυνάμεις σε κινούμενα τέλη:

* Αντίστροφα, τα μαγνητικά πεδία ασκούν δυνάμεις σε κινούμενα φορτία . Αυτή είναι η βάση για το πώς λειτουργούν οι ηλεκτρικοί κινητήρες και οι γεννήτριες.

* Η δύναμη σε ένα φορτισμένο σωματίδιο που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο είναι κάθετη τόσο στην κατεύθυνση της κίνησης του σωματιδίου όσο και στο μαγνητικό πεδίο.

3. Ο νόμος επαγωγής του Faraday:

* Ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο μπορεί να προκαλέσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν αγωγό. Αυτή είναι η βάση για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, που ανακαλύφθηκε από τον Michael Faraday.

* Αυτή η αρχή χρησιμοποιείται σε γεννήτριες για τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.

4. Οι εξισώσεις του Maxwell:

* Ο James Clerk Maxwell ενοποίησε αυτές τις έννοιες σε ένα σύνολο τεσσάρων εξισώσεων που περιγράφουν τις θεμελιώδεις σχέσεις μεταξύ ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. Αυτές οι εξισώσεις καταδεικνύουν τη διασύνδεση αυτών των δυνάμεων.

Περίληψη:

* Τα ηλεκτρικά ρεύματα είναι ουσιαστικά η ροή των φορτισμένων σωματιδίων.

* Αυτά τα κινούμενα φορτία δημιουργούν μαγνητικά πεδία.

* Τα μαγνητικά πεδία, με τη σειρά τους, επηρεάζουν την κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων.

* Αυτή η αλληλεπίδραση μεταξύ των ηλεκτρικών ρευμάτων και των μαγνητικών πεδίων είναι το θεμέλιο του ηλεκτρομαγνητισμού, μια θεμελιώδης δύναμη στο σύμπαν.

Εφαρμογές:

Η σχέση μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και μαγνητισμού είναι υπεύθυνη για πολλές βασικές τεχνολογίες, όπως:

* ηλεκτρικοί κινητήρες και γεννήτριες

* Μετασχηματιστές

* Electromagnets

* απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI)

* Ηλεκτρονικές συσκευές (συμπεριλαμβανομένων των υπολογιστών και των smartphones)

Η κατανόηση αυτής της θεμελιώδους σχέσης είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της λειτουργίας του σύμπαντος σε θεμελιώδες επίπεδο και την ανάπτυξη αμέτρητων τεχνολογικών καινοτομιών.