الکترومغناطیس و مطالعات درباره آن

الکترومغناطیس برای نخستین بار در سال 1819 کشف شد، وقتی که یک دانشمند دانمارکی متوجه شد که عقربه قطب نمای مغناطیسی در زمان قرار گیری در نزدیکی سیم برق جا به جا می شود.

الکترومغناطیس منبعی از انرژی است که اتم ها را همراه هم نگه می دارد و همینطور از جریان های الکتریکی میدان های مغناطیسی ایجاد می کند.

تمام مواد دارای بار الکتریکی مثبت یا منفی هستند، ولی اگر بار خالص صفر باشد، به آن خنثی میگویند.

بار های مشابه هم را دفع می کنند با وجود اینکه بار های مخالف جذب هم می شوند.

این نیرو های الکتریکی، اتم ها را نزدیک هم نگه میدارند.

زمانی که اتم ها به واسطه منتقل شدن الکترون ها بار مثبت یا منفی به دست می آورند، یک میدان الکتریکی قابل اندازه گیری ایجاد می شود.

اگر این ذره های بارور الکتریکی آغاز به حرکت کنند، میدان به جریان الکتریکی تشکیل شده و یک میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجادمی شود.

بیشتر بخوانید: مطالعات GPR چیست و چه کاربردی دارد؟

تشکیل میدان مغناطیسی با جریان برق

جریان الکتریکی سبب ایجاد میدان های مغناطیسی می شود.

یک سیم حمل کننده جریان هم میدان های مغناطیسی تشکیل میدهند که با حلقه های دایره ای اطراف سیم نمایش داده می شوند.

جریان الکتریکی یا بار الکتریکی در زمان حرکت در درون سیم، این میدان های مغناطیسی دایره ای را به وجود می آورند.

میدان مغناطیسی در مجاورت سیم قدرتمند تر است و سمت آن به حرکت جریانی که میدان را ایجاد می کند بستگی دارد.

سیم مثل آهنربا کار می کند پس بیشتر شدن حجم جریان در سیم موجب بالا رفتن توان میدان مغناطیسی می شود.

یک سیم حمل کننده جریان، میدان های مغناطیسی دایره ای تشکیل میدهد.

الکترومغناطیس چیست؟

در الکترومغناطیس مغناطیس و الکتروسیته دو روی یک سکه هستند.

جریان الکتریکی می‌تواند میدان مغناطیسی ایجاد کند و میدان مغناطیسی متغیر هم می‌تواند جریان الکتریکی را ایجاد کند.

به اصطلاحی دیگر، با کارایی الکترومغناطیس می‌توانیم ماده را در وجود الکتریسیته، مغناطیسی کنیم.

اگر بخواهیم با اهمیت ترین عامل در برهم‌کنش‌های الکترومغناطیسی را معین سازی کنیم، می‌توانیم به (بار الکتریکی) اشاره نماییم.

در حقیقت هر ذره‌ای در جهان دارای یک خواص به خصوصی است و این خواص معین می‌کند که برهم‌کنش ذره با هر کدام از چهار نیروی بنیادی چطور باشد.

همانگونه که این خواص در رابطه با (نیروی گرانش) جرم است، برای نیرو های الکترومغناطیسی بار الکتریکی هستند.

قبل از پیدا شدن الکترومغناطیس حدس ها بر این بود که الکتریسیته و مغناطیس دو معنای کاملا جدا از هم هستند.

بیشتر بخوانید: آزمایش درون چاهی

عملکرد الکترومغناطیس

دو عملکرد مهم الکترومغناطیس به این شکل است:

• بارهای الکتریکی حرکت کننده در محیط های اطراف خود میدان مغناطیسی تشکیل میدهند.
• زمانی که میدان‌ مغناطیسی اطراف بارها عوض میشوند، بارهای الکتریکی حرکت کننده یا الکتریسیته ایجاد می‌شود.

هر دو الکترومغناطیس نام دارند.

یکی از نتیجه های مهم دیگر الکترومغناطیس اتصال یا پیوند آن با نور است.

میدان الکتریکی و مغناطیسی می‌توانند مانند یک موج الکترومغناطیسی با سرعت برابری مساوی با سرعت نور نشر شوند.

همینطور فرمولاسیون کامل قانون های الکترومغناطیس را می‌توانیم در قالب چهار معادله ماکسول ذکر کنیم که در ادامه به آن پرداخت خواهیم کرد.

الکترومغناطیس یکی از با اهمیت ترین مسئله پایه در رشته فیزیک و مهندسی برق است.