Magnetism

Electromagnetism Electricitate · Magnetism Electrostatice

Incarcare electrica



Legea lui Coulomb



Camp electric



Legea lui Gauss



Potential electric



Moment dipol electric



magnetostatica

Legea circuitului lui Ampere



Camp magnetic



Flux magnetic



Legea Biot-Savart



Moment dipol magnetic

Electrodinamica

Curent electric



Legea fortei Lorentz



Forta electromotoare



Inductie electromagnetica



Legea de inductie a lui Faraday



Curent de deplasare



Ecuatiile lui Maxwell



Camp electromagnetic



Radiatie electromagnetica

Reteaua electrica

conductie



Rezistenta



capacitanta



Inductanta



Impedanta



Cavitati rezonante



waveguides

Tensori in relativitate

Tensor electromagnetic






   Tensor electromagnetic de tensiune-energie

Aceasta caseta: vizualizare • discutie • editare

In fizica, magnetismul este unul dintre fenomenele prin care materialele exercita forte atractive sau repulsive asupra altor materiale. Unele materiale cunoscute care prezinta proprietati magnetice usor de detectat (numiti magneti) sunt nichelul, fierul, cobaltul si aliajele acestora; cu toate acestea, toate materialele sunt influentate intr-o masura mai mare sau mai mica de prezenta unui camp magnetic.

Magnetismul are si alte manifestari in fizica, in special ca una dintre cele doua componente ale undelor electromagnetice, cum ar fi lumina.

Cunostinte suplimentare recomandate

Istorie

Aristotel atribuie prima dintre ceea ce s-ar putea numi o discutie stiintifica despre magnetism lui Thales, care a trait intre 625 i.Hr. si aproximativ 545 i. diigo.com Hr. [1] In China, cea mai veche referinta literara la magnetism se afla intr-o carte din secolul al IV-lea i.Hr., numita Cartea Maestrului Valului Diavolului (鬼谷 子): “Piatra de grajd face ca fierul sa vina sau il atrage.” [1] Cea mai veche mentiune despre atractia unui ac apare intr-o lucrare compusa intre 20 si 100 d.Hr. theinfoone6.shutterfly.com ( Louen-heng ): “O piatra de grajd atrage un ac.” [2] Vechiul om de stiinta chinez Shen Kuo (1031-1095) a fost prima persoana care a scris despre busola cu ac magnetic si ca a imbunatatit precizia navigatiei prin utilizarea conceptului astronomic al nordului adevarat (Dream Pool Essays), 1088 d.Hr.), si pana in secolul al XII-lea, chinezii au fost cunoscuti ca foloseau busola de lupta pentru navigatie. Alexander Neckham, pana in 1187, a fost primul din Europa care a descris busola si utilizarea acesteia pentru navigatie. In 1269, Peter Peregrinus a scris Epistola de Magnete , primul tratat existent care descrie proprietatile magnetilor. shanetagx793.cavandoragh.org

O intelegere a relatiei dintre electricitate si magnetism a inceput in 1819 cu munca lui Hans Christian Oersted, profesor la Universitatea din Copenhaga, care a descoperit mai mult sau mai putin intamplator ca un curent electric ar putea influenta un ac al busolei. Acest experiment de reper este cunoscut sub numele de Experimentul lui Oersted. Au urmat cateva alte experimente, cu Andre-Marie Ampere, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday si altii gasind legaturi suplimentare intre magnetism si electricitate. James Clerk Maxwell a sintetizat si extins aceste idei in ecuatiile lui Maxwell, unificand electricitatea, magnetismul si optica in campul electromagnetismului. In 1905, Einstein a folosit aceste legi pentru a-si motiva teoria relativitatii speciale [3], in procesul aratand ca energia electrica si magnetismul sunt fundamental legate intre ele si inseparabile.

Electromagnetismul a continuat sa se dezvolte in secolul XX, fiind incorporat in teoriile mai fundamentale ale teoriei gabaritului, electrodinamicii cuantice, teoriei electroweak si in cele din urma modelul standard. www.blogtalkradio.com

Fizica magnetismului

Magneti si materiale magnetice

Fiecare electron este, prin natura sa, un mic magnet (a se vedea momentul dipolului magnetic Electron). In mod obisnuit, nenumaratii electroni dintr-un material sunt orientati aleatoriu in directii diferite, fara a lasa efect in medie, dar intr-un magnet cu bare electronii sunt aliniati in aceeasi directie, astfel ca actioneaza in mod cooperativ, creand un camp magnetic net.

In plus fata de campul magnetic intrinsec al electronului, exista uneori un camp magnetic suplimentar care rezulta din miscarea orbitala a electronului despre nucleu. Acest efect este analog modului in care o bucla de sarma care transporta curent genereaza un camp magnetic (a se vedea dipolul magnetic). Din nou, in mod obisnuit, miscarea electronilor este de asa natura incat nu exista un camp mediu din material, dar in anumite conditii, miscarea se poate alinia astfel incat sa produca un camp total masurabil.

Comportamentul magnetic general al unui material poate varia foarte mult, in functie de structura materialului si, in special, de configuratia electronilor acestuia. stephenvtza668.edublogs.org Au fost observate mai multe forme de comportament magnetic in diferite materiale, inclusiv:

  • Diamagnetism
  • paramagnetism
    • Magnetul molecular
  • Feromagnetism
    • antiferomagnetismul
    • Ferimagnetismul
    • Metamagnetism
  • Rotiti paharul
  • Superparamagnetism

Magnetism, electricitate si relativitate speciala

Articol principal: Electromagnetism

Ca o consecinta a teoriei lui Einstein despre relativitatea speciala, se intelege ca electricitatea si magnetismul sunt in mod fundamental legate intre ele. Atat magnetismul lipsit de electricitate, cat si electricitatea fara magnetism, sunt incompatibile cu relativitatea speciala, datorita efectelor precum contractia lungimii, dilatarea timpului si faptul ca forta magnetica depinde de viteza. Cu toate acestea, atunci cand se iau in considerare atat electricitatea, cat si magnetismul, teoria rezultata (electromagnetismul) este pe deplin in concordanta cu relativitatea speciala [4] [5]. In particular, un fenomen care pare pur electric pentru un observator poate fi pur magnetic pentru altul, sau mai general contributiile relative ale electricitatii si magnetismului sunt dependente de cadrul de referinta. Astfel, relativitatea speciala „amesteca” energia electrica si magnetismul intr-o singura,

Campurile si fortele magnetice

Articol principal: Camp magnetic

Fenomenul magnetismului este „mediat” de campul magnetic – adica un curent electric sau dipol magnetic creeaza un camp magnetic, iar acel camp, la randul sau, imprima forte magnetice altor particule care sunt pe campuri.

La o aproximare excelenta (dar ignorand unele efecte cuantice — vezi electrodinamica cuantica), ecuatiile lui Maxwell (care se simplifica la legea Biot-Savart in cazul curentilor constanti) descriu originea si comportamentul campurilor care guverneaza aceste forte. sociallessonsoft6.raidersfanteamshop.com Prin urmare, magnetismul este vazut ori de cate ori particulele incarcate electric sunt in miscare — de exemplu, de la miscarea electronilor intr-un curent electric sau, in anumite cazuri, din miscarea orbitala a electronilor in jurul nucleului unui atom. Ele provin, de asemenea, din dipoli magnetici „intrinseci” care rezulta din efectele cuantice, adica din spinul cuantic-mecanic.

Aceleasi situatii care creeaza campuri magnetice (miscarea sarcinii intr-un curent sau intr-un atom si dipoli magnetici intrinseci) sunt, de asemenea, situatiile in care un camp magnetic are efect, creand o forta. Urmeaza formula de mutare a taxei; pentru fortele unui dipol intrinsec, vezi dipol magnetic.

Cand o particula incarcata se deplaseaza printr-un camp magnetic B , se simte o forta F data de produsul incrucisat:

unde este sarcina electrica a particulei, este vectorul de viteza al particulei si este campul magnetic. Deoarece acesta este un produs incrucisat, forta este perpendiculara atat cu miscarea particulei, cat si cu campul magnetic. writeablog.net Rezulta ca forta magnetica nu functioneaza asupra particulei; poate schimba directia miscarii particulelor, dar nu poate determina accelerarea sau incetinirea. Marimea fortei este

unde este unghiul dintre si vectori.

Un instrument pentru a determina directia vectorului de viteza al unei incarcari in miscare, campul magnetic si forta exercitata este etichetarea degetului aratator “V”, degetul mijlociu “B” si degetul mare “F” cu mana dreapta. Cand faceti o configuratie asemanatoare pistolului (cu degetul mijlociu care se incruciseaza sub degetul aratator), degetele reprezinta vectorul de viteza, vectorul campului magnetic si respectiv vectorul de forta. A se vedea, de asemenea, regula mainii drepte.

Legea lui Lenz da directia fortei electromotive induse (emf) si a curentului care rezulta din inductia electromagnetica. lovelifetube3.my-free.website Fizicianul german Heinrich Lenz a formulat-o in 1834.

Dipoli magnetici

O sursa foarte comuna de camp magnetic prezentata in natura este un dipol, cu un „pol sud” si un „pol nord”; termeni care dateaza de la utilizarea magnetilor ca busole, interactionand cu campul magnetic al Pamantului pentru a indica nordul si sudul pe glob. Deoarece capetele opuse ale magnetilor sunt atrase, polul magnetic „nord” al pamantului trebuie sa fie magnetic „sud”.

Un camp magnetic contine energie, iar sistemele fizice se stabilesc in configuratie cu cea mai mica energie. Prin urmare, atunci cand este plasat intr-un camp magnetic, un dipol magnetictinde sa se alinieze in polaritate opusa cu acel camp, anuland astfel puterea neta a campului pe cat posibil si scazand energia stocata in acel camp la minimum. De exemplu, doi magneti de bare identici asezati unul langa altul, in mod normal, se aliniaza de la nord la sud, ceea ce duce la un camp magnetic net mult mai mic si rezista la orice incercare de reorientare a acestora in aceeasi directie. liveinfoinfo2.cavandoragh.org Energia necesara pentru reorientarea lor in acea configuratie este apoi stocata in campul magnetic rezultat, care este dublul rezistentei campului fiecarui magnet individual. (Desigur, acesta este motivul pentru care un magnet folosit ca busola interactioneaza cu campul magnetic al Pamantului pentru a indica Nordul si Sudul).

O formula alternativa, echivalenta, care este adesea mai usor de aplicat, dar poate ofera mai putina intuitie, este ca un dipol magnetic intr-un camp magnetic experimenteaza un cuplu si o forta care poate fi exprimata in termeni de camp si puterea dipolului (adica , momentul sau dipol magnetic). Pentru aceste ecuatii, a se vedea dipolul magnetic.

Monopoluri magnetice

Articol principal: Monopol magnetic

Intrucat un magnet de bara isi obtine ferromagnetismul de la electronii microscopici distribuiti uniform in intreaga bara, atunci cand un magnet de bara este taiat la jumatate, fiecare dintre piesele rezultate este un magnet de bara mai mic. Chiar daca se spune ca un magnet are un pol nord si un pol sud, acesti doi poli nu pot fi separati unul de celalalt. m.shopinanchorage.com O monopola – daca exista un astfel de lucru – ar fi un obiect nou si fundamental diferit fundamental. Acesta ar actiona ca un pol nord izolat, care nu este atasat de un pol sud sau invers. Monopolurile ar purta „sarcina magnetica” similara cu sarcina electrica. In ciuda cautarilor sistematice din 1931, din 2006, acestea nu au fost niciodata observate si foarte bine nu ar putea exista. [6]

Cu toate acestea, unele modele teoretice de fizica prezic existenta acestor monopoluri magnetice. Paul Dirac a observat in 1931 ca, deoarece electricitatea si magnetismul prezinta o anumita simetrie, la fel cum teoria cuantica prevede ca pot fi observate sarcini electrice individuale pozitive sau negative fara sarcina opusa, trebuie sa fie observati poli magnetici sudici sau nordici. golessoninfo8.timeforchangecounselling.com Folosind teoria cuantica Dirac a aratat ca, daca exista monopoluri magnetice, atunci se poate explica cuantificarea sarcinii electrice — adica de ce particulele elementare observate poarta sarcini care sunt multipli ai incarcaturii electronului.

Anumite teorii unificate prevestesc existenta monopolurilor care, spre deosebire de particulele elementare, sunt solitone (pachete de energie localizate). Rezultatele initiale ale utilizarii acestor modele pentru a estima numarul de monopole create in big bang au contrazis observatiile cosmologice – monopolele ar fi fost atat de abundente si masive incat au incetat mult timp extinderea universului. Cu toate acestea, ideea inflatiei (pentru care aceasta problema a servit drept motivatie partiala) a avut succes in rezolvarea acestei probleme, creand modele in care monopolele existau, dar erau suficient de rare pentru a fi in concordanta cu observatiile actuale. [7]

Unitati de electromagnetism

Unitati SI legate de magnetism

Editati | ×

Unitati de electromagnetism SI Simbol [ este necesara citarea] Denumirea cantitatii Unitati derivate Unitati Unitati de baza I Magnitudinea amperului curent (unitate de baza SI) AA = W / V = ​​C / sq Incarcare electrica, Cantitatea de electricitate coulomb CA · s V Diferenta de potential sau forta electromotiva volt VJ / C = kg · M2 · s − 3 · A − 1 R, Z, X Rezistenta, Impedanta, Reactanta ohm Ω V / A = kg · m2 · s − 3 · A − 2 ρ Resistivitate ohm metru Ω · m kg · m3 · s− 3 · A − 2 P Putere, Watt electric WV · A = kg · m2 · s − 3 C Capacitate farad FC / V = ​​kg − 1 · m − 2 · A2 · s4 Elradenta reciproca farad F − 1 V / C = kg · M2 · A − 2 · s − 4 ε Permisibilitate farad pe metru F / m kg − 1 · m − 3 · A2 · s4 χe Sensibilitate electrica (fara dimensiuni) – – G, Y, B Conductanta, Admitere, Suspensie siemens S Ω −1 = kg − 1 · m − 2 · s3 · A2 σ Siemens de conductivitate pe metru S / m kg − 1 · m − 3 · s3 · A2 B Densitatea fluxului magnetic,Inductie magnetica tesla T Wb / m2 = kg · s − 2 · A − 1 = N · A − 1 · m − 1 Φm Flux magnetic weber Wb V · s = kg · m2 · s − 2 · A − 1 H Camp magnetic rezistenta, amperi intensitate campului magnetic pe metru A / m A · m − 1 Amperi-tura de reticenta pe weber A / Wb kg − 1 · m − 2 · s2 · A2 L Inductanta henry H Wb / A = V · s / A = kg · m2 · s − 2 · A − 2 μ Permeabilitate henry pe metru H / m kg · m · s − 2 · A − 2 χm Sensibilitate magnetica (fara dimensiuni) Π si Π * Potentiale vectoriale hertziene electrice si magnetice n / an / A

Alte unitati

  • gauss-The Gauss , prescurtat G, este unitatea cgs de densitate de flux magnetic sau inductie magnetica ( B ).
  • oersted- Oersted este unitatea CGS de rezistenta a campului magnetic. kameronpamw492.almoheet-travel.com
  • maxwell – este unitatea CGS pentru fluxul magnetic.
  • μo-simbol comun pentru permeabilitatea spatiului liber (4πx10-7 N / (ampere-viraj) ²).

Vezi si

Wikibooks ‘[[wikibooks: |]] are mai multe despre acest subiect:

Stiinte scolare cum sa faci

Referinte

  • Griffiths, David J. (1998). Introducere in electrodinamica (editia a 3-a) . Sala Prentice. visual.ly ISBN 0-13-805326-X
  • Tipler, Paul (2004). Fizica pentru oamenii de stiinta si ingineri: electricitate, magnetism, lumina si fizica moderna elementara (editia a 5-a) . WH Freeman. ISBN 0-7167-0810-8
  • Furlani, Edward P. digitalloveinfo1.theglensecret.com (2001). Magnet permanent si dispozitive electromecanice: materiale, analiza si aplicatii . Presa academica. ISBN 0-12-269951-3
  1. ^ Li Shu-hua, “Origine de la Boussole 11. Aimant et Boussole” , Isis , Vol. www.ultimate-guitar.com 45, nr. 2. (iul., 1954), p.175
  2. ^ Li Shu-hua, “Origine de la Boussole 11. Aimant et Boussole” , Isis , Vol. amulosqjft.doodlekit.com 45, nr. 2. (iul., 1954), p.176
  3. ^ A. Einstein: “Cu privire la electrodinamica corpurilor in miscare”, 30 iunie 1905. pbase.com http://www.fourmilab.ch/etexts/einstein/specrel/www/.
  4. ^ A. Einstein: “Cu privire la electrodinamica corpurilor in miscare”, 30 iunie 1905. http://www. diigo.com fourmilab.ch/etexts/einstein/specrel/www/.
  5. ^ Griffiths, David J. (1998). Introducere in electrodinamica , editia a III-a, Sala Prentice. ISBN 0-13-805326-X . canvas.instructure.com , capitolul 12
  6. ^ Milton mentioneaza unele evenimente neconcludente (p.60) si concluzioneaza in continuare ca „nicio dovada a monopolurilor magnetice nu a supravietuit” (p.3). Milton, Kimball A. (iunie 2006). „Starea teoretica si experimentala a monopolurilor magnetice”. drakonas.wip.lt Rapoarte despre progresul fizicii 69 (6): 1637-1711. doi: 10.1088 / 0034-4885 / 69/6 / R02 ..
  7. ^ Guth, Alan (1997). Universul inflationar: cautarea unei noi teorii a originilor cosmice . Perseu. ISBN 0-201-32840-2 . .

Published
Categorized as Buzau