Bevezetés az elektromágnesességbe: 5 fontos szempont

Használata elektromágnesesség mindenhol észrevehető körülöttünk. Nem tudunk elképzelni egy olyan világot, ahol nincsenek elektromos lámpák, telefonok, személyi számítógépek és vonatok. Mindez azért történik, mert a elektromágneses hatások.

Az elektromágnesesség története

 Tudós, Oe kísérleteiben bebizonyította, hogy az elektromos áramok képesek mágneses mezőt létrehozni, Faraday pedig kísérletileg szemléltette a fordított folyamatot. E kísérletek következtetése az volt elektromos mezők változó mágneses térrel előállíthatók, és mágneses terek előállítható elektromos térrel vagy egyszerűen elektromos árammal. James Clerk Maxwell is óriási mértékben hozzájárult az elektromos és a mágneses mezők kapcsolatához.

Később Einstein, szintén speciális relativitáselméletén keresztül, kijelentette, hogy ezek egymással összefüggenek, és egyetlen jelenségként kezelhetők. Az elektromosság és a mágnesesség közötti kölcsönhatást, amelyet ebben az ágban vizsgálunk, elektromágnesességnek nevezzük.

Mi az elektromágnesesség? 

Amikor áram folyik át egy vezetőn (pl. tekercsen, vezetéken), mágneses mező indukálódik. Ezt a folyamatot általában elektromágnesességnek nevezik. Az indukált mágneses erővonal irányai a jobb oldali csavarszabály segítségével határozhatók meg.

Ebben azt képzeljük el, hogy a vezetéket, amelyen keresztül áramlik, úgy tartjuk, hogy a hüvelykujjunk az áram iránya felé mutasson, és az a mód, ahogyan a mágneses erővonalak a vezeték körül görbülnek, hasonló a többi ujj görbületéhez. Így meg tudjuk határozni a vezeték mágneses mezejének irányát.

jobb kéz hüvelykujj szabály
jobb kéz hüvelykujjszabály
mágneses mező egy áramvezető vezeték körül
mágneses erővonalak iránya egy áramvezető vezeték körül

Most, ha a mágneses tér irányát és tájolását meghatároztuk, felmerül a következő kérdés, hogy mekkora a nagysága? Az áramvezető vezetéket körülvevő mágneses tér viszonylag gyenge ahhoz az áramerősséghez képest, amelyet általában a gyakorlati alkalmazásokban használnak, és éppen elég ahhoz, hogy eltérítsen egy kis iránytűt, és így tovább.

Erős mágneses mezők létrehozása és ennek eredményeként nagyobb fluxus azonos erősségű elektromos árammal történő létrehozása érdekében a vezetékeket tekercsbe lehet tekerni, amelyben a vezetékek körül keringő egyes mágneses terek utólag összegződnek.

Mágneses erővonalak az áramvezető tekercs miatt
Mágneses erővonalak az áramvezető tekercs miatt, kép jóváírása – 3VFPt mágnesszelep helyes2CC BY-SA 3.0

Az elektromos áram és a mágnesesség, mint az elektromágnesesség két lényeges aspektusának rövid magyarázata

Az elektromágnesesség lényeges része az elektromosság vagy elektromos áram fogalma, amely viszont az anyagon belüli töltések viselkedéséhez kapcsolódik, beleértve azok eloszlását és mozgását. A különböző anyagokat a bennük lévő töltések mozgása alapján vezetőnek vagy szigetelőnek osztályozzák. Az elektromos áram egyszerűen a töltések áramlásának mértéke.

Az elektromágnesesség másik lényeges része a mágnesesség. A mágnesesség tudománya akkor született meg, amikor különböző megfigyeléseket végeztek olyan érceken, amelyek kis vasdarabokat vonzottak magukhoz, és egy adott irányba mutattak, ha a lebegő parafán tartották. Később azt a következtetést vonták le, hogy ez a jelenség az elemi részecskék eltérő spin-mágneses momentumainak eredménye.

Mik azok az elektromágneses hullámok?

A Maxwell által adott matematikai elektromágneses egyenletek azt mutatják, hogy az elektromos tér és a mágneses mező hullámként halad át a térben. Ez lehetséges, mivel a változó mágneses tér változó elektromos mezőt indukál, és fordítva, és ezek a változó mezők egymásra kölcsönösen merőlegesen haladnak át a térben, még közeg hiányában is. Az ilyen típusú hullámokat elektromágneses hullámoknak nevezték.

Elektromágneses hullámok
Elektromágneses hullámok
Kép: And1muEM-WaveCC BY-SA 4.0

Mi az elektromágneses indukció?

Az elektromágneses indukció megértéséhez először ismernünk kell a mágneses fluxust. Az elektromos fluxushoz hasonlóan a mágneses fluxus is arányos a felületen áthaladó mágneses erővonalak számával. Bármely mágneses tér és egy vezető egymáshoz viszonyított mozgása a vezetőn áthaladó mágneses fluxus változását eredményezi, ami indukált elektromotoros erő (emf) vagy feszültség keletkezését eredményezi. Ezt a jelenséget elektromágneses indukciónak nevezik. Az elektromágneses indukcióról többet megtudhat a következő részben.

640px Egyszerű elektromágnes2
mágneses mező indukció elektromos mező segítségével, képjóváírás – Simple_electromagnet.gif: Az eredeti feltöltő volt berserkerus at Orosz Wikipédia. származékos munka: Chetvorno (beszél) Változások a forrásképen: 90°-ban CCW elforgatva és világosítva a részletek kiemelése érdekében., Egyszerű elektromágnes2, közkincsként megjelölve, további részletek a Wikimedia Commons

Mi az elektromágneses erő?

Az elektromos erő arra hat töltött részecskék. De a mágneses erő a mozgó töltött részecskékre hat. Ezért a töltött részecskékre ható elektromos és mágneses erők kombinációja elektromágneses erőként összegezhető.

További elektronikával kapcsolatos cikkért kattints ide

Is Read: