Johdatus sähkömagneettiseen fysiikkaan

May 23, 2019

Johdatus sähkömagneettiseen fysiikkaan

Sähkömagnetismi on fysiikan haara, joka tutkii sähkön ja magnetismin vuorovaikutusta sekä sen lakeja ja sovelluksia. Nykyaikaisen fysiikan näkemyksen mukaan magneettisuuden ilmiö syntyy liikennemaksusta, ja näin ollen magnetismin sisältö tulee olla vaihtelevassa määrin sähköalueella. Siksi sähkömagneettisuuden ja sähkön sisältöä on vaikea jakaa täysin ja "sähköä" kutsutaan joskus "sähkömagneettiseksi". Sähkömagnetismi on kehittynyt kahdesta erillisestä tieteestä (sähkö, magnetismi) yhdeksi fysiikaksi. Täydellinen haaraliike perustuu kahteen tärkeään kokeelliseen havaintoon, nimittäin virran magneettiseen vaikutukseen ja muuttuvan magneettikentän sähköisiin vaikutuksiin. Nämä kaksi kokeellista ilmiötä yhdessä Maxwellin oletusten kanssa muuttuvan sähkökentän tuottamasta magneettikentästä asettivat koko sähkömagnetismin teoreettisen järjestelmän ja kehittivät sähkö- ja elektroniikkateknologioita, joilla on merkittävä vaikutus nykyaikaiseen sivilisaatioon.

Langan kuljettama virta muodostaa sen ympärille magneettikentän, ja magneettikentän viivat ympäröivät viiraa samankeskisessä kuviossa.

Virta voidaan mitata suoraan ampeerimittarilla. Tämän menetelmän haittana on, että piiri täytyy katkaista ja ampeerimittari asettaa piirin keskelle. Virran voimakkuuden mittaaminen voi myös mitata virtaa ympäröivän magneettikentän jaksoittaista mittausta. Etuna on, että piiriä ei tarvitse leikata. Instrumentit, jotka käyttävät tätä menetelmää virran mittaamiseen, sisältävät Hall-efekti-anturit, virtapiirit, virtamuuntajat, Rogowski-kelat ja vastaavat.

Elektronien löytäminen yhdistää sähkömagnetismin ja atomirakenteen teorian aineeseen. Lorentzin elektronien teoria määrittelee aineen makroskooppiset sähkömagneettiset ominaisuudet elektronien vaikutuksiin atomeissa ja selittää tasaisesti sähkön, magnetismin ja valon ilmiöitä.

Sähkömagnetismi on fysiikan haara. Sähkön ja magnetismin välillä on läheinen yhteys. Yleistetyn sähkömagneettisen aineiston voidaan sanoa sisältävän sähköä ja magnetismia, mutta suppeassa mielessä se on tieteenala, joka tutkii sähkön ja magnetismin välistä vuorovaikutusta. Se tutkii pääasiassa sähkömagneettisia aaltoja, sähkömagneettisia kenttiä ja niihin liittyviä sähkövaroja, ladattujen kohteiden dynamiikkaa ja niin edelleen.


Lähetä kysely