magnetfelter og kræfter

interaktion mellem et magnetfelt med en ladning

hvordan interagerer magnetfeltet med et ladet objekt? Hvis afgiften er i ro, er der ingen interaktion. Hvis ladningen bevæger sig, udsættes den imidlertid for en kraft, hvis størrelse stiger i direkte forhold til ladningens hastighed. Kraften har en retning, der er vinkelret både til ladningens bevægelsesretning og til magnetfeltets retning., Der er to mulige nøjagtigt modsatte retninger for en sådan kraft for en given bevægelsesretning. Denne tilsyneladende tvetydighed løses ved, at en af de to retninger gælder for kraften på en bevægende positiv ladning, mens den anden retning gælder for kraften på en bevægende negativ ladning. Figur 3 illustrerer retningerne af den magnetiske kraft på positive ladninger og på negative ladninger, når de bevæger sig i et magnetfelt, der er vinkelret på bevægelsen.,

Afhængig af den oprindelige orientering af partikel hastigheden til det magnetiske felt, afgifter med en konstant hastighed i et ensartet magnetfelt vil følge en cirkulær eller spiralformet sti.,

elektriske strømme i ledninger er ikke den eneste kilde til magnetfelter. Naturligt forekommende mineraler udviser magnetiske egenskaber og har magnetiske felter. Disse magnetfelter skyldes bevægelsen af elektroner i materialets atomer. De skyldes også en egenskab af elektroner kaldet det magnetiske dipolmoment, som er relateret til det indre spin af individuelle elektroner. I de fleste materialer observeres lidt eller intet felt uden for sagen på grund af den tilfældige orientering af de forskellige bestanddele atomer., I nogle materialer som jern har atomer inden for visse afstande en tendens til at blive justeret i en bestemt retning.

magneter har adskillige anvendelser, lige fra brug som legetøj og papirholdere på køleskabe til vigtige komponenter i elektriske generatorer og maskiner, der kan accelerere partikler til hastigheder, der nærmer sig lysets. Den praktiske anvendelse af magnetisme i teknologi forbedres kraftigt ved at bruge jern og andre ferromagnetiske materialer med elektriske strømme i enheder som motorer., Disse materialer forstærker magnetfeltet produceret af strømmen og derved skaber mere kraftfulde felter.

mens elektriske og magnetiske effekter er godt adskilt i mange fænomener og applikationer, kobles de tæt sammen, når der er hurtige tidsudsving. Faradays lov om induktion beskriver, hvordan et tidsvarierende magnetfelt producerer et elektrisk felt. Vigtige praktiske anvendelser omfatter den elektriske generator og transformer. I en generator producerer den fysiske bevægelse af et magnetfelt elektricitet til strøm., I en transformer konverteres elektrisk strøm fra et spændingsniveau til et andet ved magnetfeltet i et kredsløb, der inducerer en elektrisk strøm i et andet kredsløb.

eksistensen af elektromagnetiske bølger afhænger af samspillet mellem elektriske og magnetiske felter. Ma..ell postulerede, at et tidsvarierende elektrisk felt producerer et magnetfelt. Hans teori forudsagde eksistensen af elektromagnetiske bølger, hvor hver gang-varierende felt producerer det andet felt., For eksempel genereres radiobølger af elektroniske kredsløb kendt som oscillatorer, der får hurtigt oscillerende strømme til at strømme i antenner; det hurtigt varierende magnetfelt har et tilknyttet varierende elektrisk felt. Resultatet er emission af radiobølger i rummet (se elektromagnetisk stråling: generering af elektromagnetisk stråling).

mange elektromagnetiske enheder kan beskrives ved kredsløb bestående af ledere og andre elementer. Disse kredsløb kan fungere med en konstant strømstrøm, som i en lommelygte, eller med tidsvarierende strømme., Vigtige elementer i kredsløb inkluderer strømkilder kaldet elektromotoriske kræfter; modstande, der styrer strømmen af strøm for en given spænding; kondensatorer, der midlertidigt opbevarer ladning og energi; og induktorer, der også opbevarer elektrisk energi i en begrænset periode. Kredsløb med disse elementer kan beskrives helt med algebra. (For mere komplicerede kredsløbselementer såsom transistorer, se halvlederindretning og integreret kredsløb).,

to matematiske mængder, der er forbundet med vektorfelter, som det elektriske felt E og magnetfeltet B, er nyttige til at beskrive elektromagnetiske fænomener. De er Flu .en af et sådant felt gennem en overflade og linjens integral af feltet langs en sti. Flux af et felt gennem en flade, der måler, hvor meget af det felt trænger igennem overfladen; for hver lille del af overfladen, flux er proportional med arealet af den pågældende sektion og også afhænger af den relative orientering af de afsnit, og feltet., Linjen integral af et felt langs en sti måler i hvilken grad feltet er justeret med stien; for hver lille del af stien, det er proportional med længden af denne sektion og er også afhængig af tilpasningen af feltet med den del af stien. Når feltet er vinkelret på stien, er der ingen bidrag til linjen integral. Strømmen af E og B gennem en overflade og den linje integrals af disse felter langs en sti spiller en vigtig rolle i elektromagnetisk teori., Som eksempler, flux af det elektriske felt E gennem en lukket overflade måler mængden af ansvar, der er indeholdt i overfladen; flux af det magnetiske felt B gennem en lukket overflade er altid nul, fordi der ikke er nogen interesseret? (magnetisk afgifter, der består af en enkelt stang) for at fungere som kilder af det magnetiske felt på den måde, at debitering er en kilde af det elektriske felt.