Πώς αλληλεπιδρούν οι μετακινήσεις ηλεκτρικών φορτίων και μαγνήτη;
1. Οι χρεώσεις μετακίνησης δημιουργούν μαγνητικά πεδία:
- Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο βρίσκεται σε κίνηση, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από αυτό. Η αντοχή αυτού του μαγνητικού πεδίου είναι ανάλογη με την ταχύτητα και το μέγεθος του φορτίου.
- Η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου καθορίζεται από τον κανόνα δεξιού. Εάν τοποθετείτε τον αντίχειρά σας προς την κατεύθυνση της ταχύτητας του φορτίου, η μπούκλα των δακτύλων σας υποδεικνύει την κατεύθυνση των γραμμών μαγνητικού πεδίου.
2. Τα μαγνητικά πεδία ασκούν δυνάμεις σε κινούμενα τέλη:
- Ένα μαγνητικό πεδίο ασκεί μια δύναμη σε μια κινούμενη φόρτιση. Αυτή η δύναμη είναι κάθετη τόσο στην ταχύτητα του φορτίου όσο και στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.
- Το μέγεθος της δύναμης είναι ανάλογο της αντοχής του μαγνητικού πεδίου, της ταχύτητας του φορτίου και του μεγέθους του φορτίου.
- Η κατεύθυνση της δύναμης καθορίζεται από τον κανόνα δεξιά (και πάλι!). Εάν τοποθετείτε τον αντίχειρά σας προς την κατεύθυνση της ταχύτητας του φορτίου και των δακτύλων σας προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, η δύναμη θα είναι προς την κατεύθυνση κάθετα και στα δύο.
3. Οι μαγνήτες αποτελούνται από μαγνητικά δίπολα:
- Οι μόνιμοι μαγνήτες έχουν περιοχές ευθυγραμμισμένων μαγνητικών διπόλων. Κάθε δίπολο λειτουργεί σαν ένα μικροσκοπικό μαγνήτη μπαρ με βόρειο και νότιο πόλο.
- Οι γραμμές μαγνητικού πεδίου ενός μαγνήτη αναδύονται από τον Βόρειο Πόλο και εισέρχονται στον Νότιο Πόλο.
Συνέπειες αυτής της αλληλεπίδρασης:
* ηλεκτρικοί κινητήρες: Αυτή η αλληλεπίδραση είναι η βάση για τους ηλεκτρικούς κινητήρες. Όταν ένα πηνίο μεταφοράς ρεύματος τοποθετείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, βιώνει μια ροπή (περιστροφική δύναμη) που την προκαλεί να περιστρέφεται.
* Μαγνητική δύναμη σε ένα καλώδιο μεταφοράς ρεύματος: Ένα σύρμα που φέρει ένα ηλεκτρικό ρεύμα συμπεριφέρεται σαν μαγνήτης και βιώνει μια δύναμη όταν τοποθετείται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Αυτή η αρχή χρησιμοποιείται σε ηλεκτρομαγνήτες και συσκευές όπως τα μεγάφωνα.
* απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI): Η MRI χρησιμοποιεί ισχυρά μαγνητικά πεδία και ραδιοκύματα για να παράγει λεπτομερείς εικόνες του εσωτερικού του ανθρώπινου σώματος.
* ηλεκτρομαγνητικά κύματα: Η αλληλεπίδραση μεταξύ των κινούμενων φορτίων και των μαγνητών δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα, όπως το φως, τα ραδιοκύματα και οι ακτίνες Χ.
Συνοπτικά: Οι κινούμενες ηλεκτρικές χρεώσεις και οι μαγνήτες αλληλοσυνδέονται μέσω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Αυτή η δύναμη είναι υπεύθυνη για ένα ευρύ φάσμα φαινομένων, από τη λειτουργία των ηλεκτρικών κινητήρων μέχρι την ύπαρξη φωτός.
