Samband mellan magnetism och elektricitet

Elektromagnetism existerar den sektion från fysiken likt förenar elektriska samt magnetiska fenomen. dem elektromagnetiska krafterna förmedlas från fotoner samt växelverkar tillsammans med samtliga partiklar vilket äger laddning. Den elektromagnetiska kraften ger upphov mot dem flesta vardagliga fenomen, såsom induktion, friktion, normalkraft (den kraft likt hindrar objekt ifrån för att flyta in inom varandra), kemiska reaktioner samt därför vidare.

Introduktion

[redigera | redigera wikitext]

Ett föränderligt område runt en magnet där magnetiska krafter verkar skapar en elektriskt fält – fenomenet såsom fullfölja elektromagnetisk induktion möjlig. Likaså skapar en föränderligt elektrisk fält en område runt en magnet där magnetiska krafter verkar. på grund av för att producera en område runt en magnet där magnetiska krafter verkar räcker detta tillsammans för att äga enstaka ström.

ifall en objekt leder enstaka elektrisk ström kommer detta för att bildas en område runt en magnet där magnetiska krafter verkar runt föremålet – mot modell enstaka ström genom ett sladd alternativt enstaka vätska inom en rör. då detta gäller fluider talas detta angående flöde, uttrycket ström brukar leda mot ett elektrisk ström.

detta finns fyra postulat såsom gäller på grund av elektromagnetismen:

• Varje elektriskt fylld med energi eller spänning objekt omges från en elektriskt fält. inom varenda punkt besitter fältet enstaka viss styrka samt ett viss riktning

• När en elektriskt fylld med energi eller spänning objekt placeras inom en elektriskt fält, påverkas detta från ett elektrisk kraft såsom existerar proportionell mot fältets styrka samt mot den egna laddningen

• När en elektriskt fylld med energi eller spänning objekt rör sig genom en elektriskt fält påverkas detta från enstaka magnetisk kraft

• Elektrisk laddning samt magnetism existerar numeriskt värde sidor från identisk kraft.

  Elektriska laddningars rörelser ger upphov mot en område runt en magnet där magnetiska krafter verkar samt en område runt en magnet där magnetiska krafter verkar påverkar elektriska laddningars rörelse

En välkänd form eller gestalt från uppladdning skapas tillsammans med friktion, mot modell då en tygstycke gnids mot enstaka glasstav.

Benjamin Franklin, ett amerikansk vetenskapsman samt politiker, gjorde upptäckten för att laddningar förmå existera från numeriskt värde stöt, positiva alternativt negativa. Franklin kom även fram mot för att ett ökning från ett typ från laddning medförde identisk ökning från den motsatta laddningstypen, vilket plats den inledande beskrivningen från laddningens bevarande.

Den moderna fysikens tillväxt äger lett mot ett grundlig medvetande från elektrisk laddning samt idag vet oss bland annat för att

• Laddningens mängd existerar oberoende från partikelns hastighet (men partikelns massa beror från hastigheten)

En regel likt fungerar tillsammans med flera från elektromagnetismens lagar existerar den därför kallade högerhandsregeln.

Bland annat går detta för att avgöra strömmens riktning, magnetfältets riktning samt den magnetiska kraftens riktning ifall man känner mot riktningen på grund av numeriskt värde från dessa vektorer.

Historik

[redigera | redigera wikitext]

Detta del existerar enstaka översikt från Elektricitetens historia.

Kompassen besitter sedan talet varit en många viktigt navigeringsverktyg.

Ännu beneath slutet från talet fanns orsakerna mot kompassens funktion okända. Då detta verktyg bemästrats sedan länge förmå detta förefalla underligt för att man ej tidigare ägde arbetat ut teorier på grund av hur kompassen fungerade. beneath slutet från talet uppmärksammades detta från vetenskapsmannen William Gilbert liksom började undersöka fenomenet.

Genom diverse experiment kom Gilbert fram mot för att jorden plats magnetisk samt för att detta fanns därför kompassen ständigt pekade åt norr. William Gilbert publicerade sina konsekvens inom De Magnete kalenderår , vilket fanns start vid elektromagnetismens saga.

Nästa större framsteg gjordes ej förrän kalenderår , då Benjamin Franklin upptäckte för att åskan fanns strömförande (leder ström).

Franklin ägde enstaka teori ifall åskväder samt blixtar. denne påstod för att blixtar inom själva verket fanns ren elektricitet. på grund av för att bevisa denna teori började han för att experimentera samt Franklin kom fram mot för att detta fanns enstaka positiv samt enstaka negativ typ från elektrisk kraft. tillsammans med andra mening består elektricitet från numeriskt värde sorters laddningar – positiv samt negativ.

Dessa upptäckter plats en stort framsteg inom elektromagnetismen. Trots detta plats detta Franklins drakexperiment likt skulle utföra honom känd ovan all världen. Franklin testade nämligen teorin för att blixtar består från ren elektricitet. på grund av en sådant test fäste Franklin ett metallnyckel inom ändan vid linan mot enstaka drake likt han skickade upp inom luften beneath en åskväder.

då blixten slog ned inom draken fungerade drakens lina liksom ett åskledare, likt förde ned blixten mot nyckeln. Detta orsakade ett stöt likt träffade Franklins grabb. Därmed ägde Franklin bekräftat teorin för att blixtar plats ren elektricitet. denne ägde dessutom, helt omedvetet, skapat den inledande åskledaren.

Trots Franklins upptäckt kretsade funderingar kring enstaka teori angående enstaka därför kallad ”animalisk” typ från elektricitet.

Någon såsom fick upp intresset till detta plats Luigi Galvani. Galvani utförde diverse experiment tillsammans med muskler samt nerver samt registrerade hur dem påverkades från elektricitet. beneath dessa experiment använde Galvani grodlår vars inre nerv ägde gjorts åtkomlig. då grodlåren fanns jordade samt utsattes till elektriska impulser orsakade dessa muskelsammandragningar.

från observationerna drog Galvani slutsatsen för att detta faktiskt existerade ett slags ”animalisk” elektricitet. då Galvani senare publicerade sin upptäckt inom De viribus electricitatis in motu musculari commentarius kalenderår förklarade han för att urladdningen sker då muskeln samt nerven kommer inom förbindelse tillsammans med metall.

Elektriska laddningars rörelser ger upphov till ett magnetfält och ett magnetfält påverkar elektriska laddningars rörelse

Den förklaringen skulle dock ej gälla länge då Alessandro Volta nio tid senare uppfinner detta inledande batteriet.

Charles-Augustin dem Coulomb existerar maximalt känd på grund av ett artikel ifall elektricitet samt magnetism liksom publicerades tid inom Premier Mémoire sur l’Electricité et le Magnétisme redogör Coulomb hur numeriskt värde objekt liksom elektrifieras tillsammans med identisk mängd elektricitet dras mot varandra.

Fyra kalenderår senare publicerades ännu enstaka från Coulombs uppsatser. Denna artikel publicerades beneath namnet Septième Mémoire samt förklarade hur lagarna kring attraktion samt repulsion fungerar till enstaka elektrisk laddning samt på grund av magnetiska poler. Coulomb fann dock inget samband mellan dem numeriskt värde, utan ansåg för att repulsion samt attraktion mellan dem båda berodde vid för att dem bestod från helt olika ”vätskor”.

Upptäckterna inom elektromagnetismen samt intresset på grund av ämnet ökade tillsammans tiden samt kalenderår uppfinner Alessandro Volta den således kallade "Voltas stapel". Uppfinningen bestod från "element" såsom bestod från skivor från zink samt koppar. Mellan dessa plattor ägde placerats enstaka filt likt fanns indränkt tillsammans med svavelsyra.

Detta existerar den enklaste typen från en energikälla samt detta genererade ett spänning vid 1 volt. Zinkplattan inom batteriet fungerar vilket enstaka negativ pol samt kopparplattan vilket ett positiv pol. Uppfinningen kunde producera en konstantelektriskt flöde samt genom seriekoppling från ytterligare element, genererades ett högre spänning. vid bas från den uppfinningen döptes den SI-enhet vilket oss idag använder till spänning efter Volta, nämligen volt.

År skrev Hans Christian Ørsted ett artikel vilket handlade ifall identifikation från kemiska samt elektriska krafter. inom denna publicering utvecklade han sina idéer ifall hur elektricitet, magnetism samt elektriska element fanns relaterade mot varandra. Ørsteds idéer grundades från Alessandro Voltas jobb på baksidan skapandet från den elektriska cellen. Genom ett slump upptäckte Ørsted för att ett ström skapar en elektromagnetiskt fält.

En strömförande ledare blir en elektromagnet då ström passerar genom ledaren

då Ørsted ett ljus förberedde sig på grund av enstaka tal, upptäckte han för att enstaka kompass likt fanns placerad bredvid enstaka strömförande sladd ägde kompassnålen riktad vinkelrätt mot sladdens riktning. inom samt tillsammans denna upptäckt kom han fram mot enstaka teori angående för att ett ström skapar en elektromagnetiskt fält kring ledaren.

Resultaten ledde André-Marie Ampère mot enstaka generell regel till magnetfältets beroende från strömmen.

När Michael Faraday kalenderår uppfann ett motor likt omvandlade elektromagnetisk energi mot mekanisk energi, ägde elektromagnetism blivit en centralt sektor inom vetenskapen. Motorn plats ej tillräckligt produktiv på grund av för att användas mot tunga arbetsuppgifter, utan förekom vid uppvisningar på grund av andra vetenskapsmän.

Motorn bestod från numeriskt värde permanenta magneter vilket befann sig inom numeriskt värde olika bägare. Den högra bägaren fanns fylld tillsammans kvicksilver samt ägde ett fritt rörlig järnledare placerad ovanför sig. Den andra bägaren plats även den fylld tillsammans kvicksilver, dock denna bägare fanns fäst tillsammans med en snöre, vilket tillät bägaren för att röra sig.

Även denna bägare ägde enstaka järnledare ovanför sig, ett chef såsom fanns säkrad. Den vänstra bägaren samt den högra järnledaren fanns tillsammans andra mening fria för att röra sig. då Faraday kopplade in ett strömkälla mot ledarnas ändar inom bottnarna från dem båda bägarna, genererades elektricitet inom kvicksilvret vilket slöt kretsen.

inom samt tillsammans detta började antingen magneten inom den vänstra bägaren alternativt järnledaren ovanför den högra bägaren för att cirkulera.

Nästa stora upptäckt på grund av elektromagnetismen kom tid Faraday, genom utförandet från diverse experiment, försökte reda ut elektricitetens fundamentala egenskap. Då man tidigare påstått för att detta existerade olika typer från elektricitet – statisk elektricitet samt "animalisk” elektricitet, kom Faraday mot slutsatsen för att detta endast fanns ett sorts elektricitet.

denne påstod för att detta enda likt skiljde dem åt fanns strömstyrkan samt voltantalet. Faraday tog nästa steg vid vägen liksom Ørsted påbörjat tillsammans med teorin angående för att detta endast existerar ett sorts elektricitet.

En från dem viktigaste publiceringarna till elektromagnetismens tillväxt existerar James Clerk Maxwells ekvationer på grund av elektromagnetism.

Då sätts elektroner i rörelse — och vi får elektricitet

Ekvationerna består från fyra partiella differentialekvationer samt beskriver elektriska samt magnetiska fält. dem relaterar dem elektriska samt magnetiska fälten mot deras källor, laddningstäthet samt strömtäthet. Laddningstätheten existerar kvantiteten elektrisk laddning likt verkar vid ett viss yta alternativt inom en visst plats samt mäts inom coulomb per meter ().

Strömtätheten existerar kvantiteten ström genom ett viss area inom enstaka viss sektion från ett sluten krets. samt mäts inom ampere per kvadratmeter (). detta plats tillsammans dessa ekvationer liksom Maxwell kunde visa för att ljus plats likvärdig tillsammans enstaka elektromagnetisk våg.

År kom enstaka uppfinning likt idag existerar välkänd, glödlampan.

Redan beneath start från talet ägde man börjat experimentera tillsammans med olika typer från belysning. beneath talet utvecklades glödlampan mot vilket den existerar idag. Den största bristen hos enstaka dåtida glödlampa fanns dess livslängd, då den endast ägde enstaka brinntid vid 40 timmar.

Elektricitet och magnetism, som tidigare betraktats som separata företeelser, beskrivs i elektromagnetismen som yttringar av samma fenomen

Thomas Edison ägde beneath utdragen tidsperiod prövat olika typer från glödtrådar på grund av för att öka livslängden. mot slut bestämde denne sig på grund av för att vandra åter mot koltrådar. Detta fanns nyckeln mot för att öka glödlampans livslängd ifrån 40 timmar mot 1&#; timmar. detta plats dock ej förrän kalenderår vilket William David Coolidge, enstaka ytterligare vetenskapsman, uppfann den volframtråd likt används idag.

Då i enlighet med Maxwells teorier samt ekvationer elektromagnetiska vågor samt ljusvågor plats identisk fenomen, tog detta ej utdragen period innan ett banbrytande upptäckt gjordes, vilket plats relaterad mot ljus. ett vetenskapsman nära namn Heinrich mätning upptäckte en sätt för att ta reda vid fotonens hastighet. frekvens lade även symbol mot den fotoelektriska effekten.

Effekten uppstår då man belyser mot modell metaller tillsammans ultraviolett ljus från enstaka anpassad frekvens. dem ultravioletta fotonerna ger elektronerna högre hastigheter vilket utför för att dem ibland emitteras inom struktur från fotoelektroner ifrån detta belysta objektet. Fenomenet plats något han stötte vid då denne experimenterade tillsammans med elektromagnetiska vågor var syftet tillsammans med experimenten plats för att bygga ett apparat var enstaka små gnista användes till för att visa då apparaten blev träffad från elektromagnetiska vågor, ett apparat likt senare kom för att kallas ett ”Hertzantenn”.

Detta plats enstaka många betydelsefull uppfinning då den skapade grunden till radioteknologin. Gnistan plats dock många små samt på grund av för att behärska titta den tydligare lade frekvens apparaten inom ett behållare från kvarts. Resultatet blev för att kvartsen blockerade delar från dem ultravioletta fotonerna.. Gnistan blev svagare istället på grund av starkare.

då frekvens senare bytte ämne vid lådan fungerade apparaten såsom den skulle. han noterade vilket han råkat hitta dock kunde ej nära den tidpunkten anlända underfund tillsammans vilket såsom orsakade fenomenet, en fenomen liksom senare förklarades från Albert Einstein.

Ljus samt vågor

[redigera | redigera wikitext]

Fotoner

[redigera | redigera wikitext]

Detta del existerar enstaka beskrivning från Fotoner.

Fotoner, ”paket” såsom små frukter från växter energi, existerar elementarpartiklar samt detta elektromagnetiska fältets energikvantum.

Fotonen anses artikel masslös, artikel ”grundbeståndsdelen” inom både ljus samt elektromagnetisk strålning samt existera kraftbäraren på grund av den elektromagnetiska kraften. Energin inom enstaka foton bestäms endast från våglängden alternativt genom dess likvärdig, frekvensen , samt är kapabel tas fram genom formeln till fotonenergi:

samt

Där k representerar vågvektorn (där vågtalet ), existerar rotationsfrekvensen, samt existerar Diracs konstant.

Det finns även ett simpel formel såsom ger frekvensen vid ett foton:

Där existerar frekvensen, ljushastigheten samt våglängden.

Fotoelektriska effekten

[redigera | redigera wikitext]

Detta segment existerar ett beskrivning från Fotoelektriska effekten.

Den fotoelektriska effekten existerar namnet självklart mot fenomenet liksom uppstår då man belyser enstaka bit metall samt detta uppstår ett svag ström inom metallen.

Ljuset ger sin energi mot elektronerna inom metallen vilket låter dem röra sig, såsom inom sin tur skapar strömmen. Strömmen uppkommer dock endast då fotonerna besitter ett viss energi, alltså enstaka viss våglängd.

detta plats detta likt bröt teorin ifall för att ljus existerar något således simpelt vilket vågor, eftersom angående ljuset faktiskt fanns enstaka våg skulle blått samt rött ljus äga identisk energi. Då stora vågor besitter många energi samt små vågor lite energi därför skulle enstaka väldigt kraftfull skarlakansröd belysning äga många mer energi än ett svag azurblå sålunda kunde man ej förstå varför metallen ej ständigt absorberade energin.

Albert Einstein upptäckte för att detta enda sättet för att förklara detta, tvärtemot vad liksom plats tillåten nära den tiden, fanns genom för att yttra för att ljuset transporterades tillsammans hjälp från små ”paket” vilket kallades fotoner. Einstein plats ej den inledande vilket föreslog detta dock plats den inledande liksom kunde förstå innebörden från detta samt satte därmed fotonen liksom startpunkten på grund av sin förklaring.

Idag vet oss för att starkt ljus ej alls betyder för att ”vågen” alternativt fotonen besitter mer energi; detta betyder helt enkelt för att mer fotoner sänds ut samt ger därför en ”starkare” intryck vid ögat.

När Einstein ägde bekräftat detta blev detta många enklare för att förklara den fotoelektriska effekten. Fotonerna vilket små frukter från växter mot modell rött ljus innehåller ej individuellt tillräckligt många energi på grund av för att skifta elektronerna liksom metallens atomer omges från.

Fotoner likt små frukter från växter tillsammans med sig blått ljus besitter däremot mer energi samt är kapabel utföra elektronerna rörliga då dem träffas. Ultraviolett ljus besitter ännu högre energi samt lyser man tillsammans med sådant ljus vid metallen får elektronerna enstaka sådan energi således kommer dem inom dem flesta fallen för att fara iväg ifrån metallen helt samt hållet.

Einsteins ekvation på grund av den fotoelektriska effekten förmå tecknas som:

Där existerar fotonens frekvens samt existerar Plancks konstant.

Ljusvågor

[redigera | redigera wikitext]

Detta del existerar enstaka beskrivning från Ljus.

Ljus existerar den enda sorts elektromagnetiska våg oss är kapabel titta.

dem andra frekvenserna går ej för att titta tillsammans blotta ögat samt befinner sig därför utanför ramen på grund av synligt ljus. Ljus förmå dock ibland betyda samtliga frekvenser, ej bara dem liksom existerar synliga. Själva ljuset är kapabel ses liksom både vågor samt partiklar, något likt förvirrat vetenskapsman enstaka utdragen tidsperiod.

Idag äger man bekräftat för att ljus faktiskt existerar både vågor samt partiklar samtidigt.

Elektricitet samt magnetism

[redigera | redigera wikitext]

Elektromagnetiska kraften

[redigera | redigera wikitext]

Den elektromagnetiska kraften existerar ett från dem fyra fundamentala naturkrafterna inom fysiken.

Elektromagnetiska kraften anses artikel enstaka från dem starkaste krafter såsom oss idag känner mot. Bland annat samarbetar den elektromagnetiska kraften tillsammans med gravitationen på grund av för att hålla kvar oss vid jorden samtidigt vilket oss hindras ifrån för att glida igenom marken. Egentligen existerar gravitationen enstaka väldigt svag kraft.

detta räcker tillsammans med för att lyfta något tillsammans med enstaka magnet sålunda äger man lyckats övervinna gravitationen.

elektromagnetism, läran om sambandet mellan elektricitet och magnetism, en gren av fysiken som grundlades av Ørsted, Ampère, Faraday och Maxwell

Kraften mellan numeriskt värde elektriskt laddade partiklar reducerar tillsammans med kvadraten från avståndet då avståndet ökar. tillsammans med andra mening, ifall man dubblar avståndet kommer laddningen för att minska tillsammans med ett faktor vid fyra. Detta existerar anledningen mot för att man säger för att den elektromagnetiska kraften besitter ett oändlig hur långt något sträcker sig eller når.

Kraften mellan numeriskt värde laddade partiklar kunna alltså ej nå noll.

Klassisk elektrodynamik

[redigera | redigera wikitext]

Klassisk elektrodynamik existerar enstaka teoretisk sektion från elektromagnetismen liksom inkluderar dem elektromagnetiska krafterna mellan elektriska laddningar samt ström. Själva namnet kommer ifrån den teori vilket ett rad olika fysiker arbetade vid beneath talet.

Teorin bygger vid James Clerk Maxwells jobb samt fysikerna sammanställde arbetet beneath enstaka isolerad teori. inom samband tillsammans med detta upptäckte man för att elektromagnetism fanns relaterat mot ljus.

Ett föränderligt (skiftande inom styrka) elektromagnetiskt fält färdas ifrån sin källa inom form eller gestalt från enstaka våg. Dessa vågor färdas inom vakuum tillsammans ljusets hastighet.

detta existerar dessa vågor man använder mot saker såsom mot modell radio (lång samt kortvågsradio), mikrovågsugnar samt röntgenstrålning. Faktorn liksom skiljer dessa åt existerar längden vid vågorna, dvs. våglängden.

Ett från problemen tillsammans klassisk elektrodynamik existerar för att den existerar svår för att överensstämma tillsammans klassisk mekanik.

Däremot stödjer klassisk elektrodynamik den speciella relativitetsteorin. Klassisk elektrodynamik säger för att en elektromagnetiskt fält följer en antal formler liksom kallas Maxwells ekvationer samt för att den elektromagnetiska kraften följer Lorentzkraftens team.

Lorentzkraften

[redigera | redigera wikitext]

Detta del existerar enstaka beskrivning från Lorentzkraften.

I en elektriskt fält kommer ett kraft för att verka vid varenda laddad partikel vilket ges av:

Där existerar kraften såsom verkar vid den laddade partikeln, existerar den elektriska fältstyrkan, existerar laddningens storlek, existerar laddningens hastighet samt existerar magnetfältet.

Det elektriska fältet E

[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel:Elektriskt fält

Ett elektriskt fält existerar en zon inom vilket elektriska krafter verkar vid elektriska laddningar. Elektriska laddningar existerar ständigt knutna mot objekt, mot modell metallkulor. ett jämförelse vid gravitationen ger ett precist definition från detta elektriska fältet.

Gravitationsfältet ges då man dividerar gravitationskraften tillsammans massan från objektet:

Med formeln på grund av gravitationsaccelerationen kunna oss räkna ut den elektriska fältstyrkan tillsammans hjälp från kraften såsom påverkar enstaka laddning inom detta elektriska fältet dividerat tillsammans med den elektriska laddningen vid partikeln vilket påverkas från kraften.

Man brukar yttra för att man definierar detta elektriska fältet likt proportionalitetskonstanten mellan elektrisk laddning samt elektrisk kraft. Detta ger upphov mot ekvationen:

Där existerar den elektriska kraften såsom verkar vid den laddade partikeln,

q existerar partikelns elektriska laddning och

existerar detta elektriska fältet var partikeln befinner sig.

Denna ekvation gäller dock endast då samtliga partiklar befinner sig inom vila, dvs.

inom detta elektrostatiska fallet. detta elektriska fältet runt ett punktladdning förmå man enkelt ta fram detta ur Coulombs lag:

där existerar laddningens storlek, existerar avståndet ifrån laddningen (”källpunkten”) mot den punkt oss mäter detta elektriska fältet inom (”fältpunkten”), existerar enhetsvektorn ifrån källpunkten mot fältpunkten samt existerar den elektriska konstanten.

angående fältet istället produceras från en kontinuerligt flöde från ström använder man sig från enstaka integral:

där existerar laddningstätheten, dvs. kvantiteten laddning per enhetsvolym.

Ett lite mer simpelt modell vid en elektrisk fält existerar detta fält vilket uppstår mellan numeriskt värde parallella metallplattor såsom existerar kopplade mot ett likspänningskälla.

liknande fält kallas på grund av homogena fält. för att fältet existerar homogent ger för att fältstyrkan äger detaljerad identisk absolutvärde vid varenda punkter inom fältet. dem fältlinjer likt finns inom fältet kommer tillsammans med andra mening för att äga identisk riktning likt fältstyrkan , detta önskar yttra identisk riktning liksom den elektriska kraften vid ett positiv provladdning inom fältet.

Fältstyrkan besitter tillsammans med andra mening ett riktning vilket går ifrån den positiva plattan mot den negativa plattan.

För för att hitta ett formel liksom ger oss fältstyrkan inom en homogent elektrisk fält använder oss oss från spänningen mellan plattorna, avståndet mellan plattorna samt arbetet såsom utförs från den elektriska kraften.

Den elektriska kraften såsom kommer för att verka vid ett positiv provladdning vilket förflyttar sig ifrån den positiva plattan mot den negativa plattan samt ges från formeln:

Arbetet såsom kraften utför ges från formeln:

För för att räkna ut spänningen dividerar oss arbetet tillsammans med laddningen.

Detta ger oss:

En formel vilket oss slutligen kunna omvandla till:

Maxwells ekvationer

[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel:Maxwells ekvationer

James Clerk Maxwells ekvationer existerar fyra partiella differentialekvationer likt beskriver attribut hos elektriska samt magnetiska fält.

Dessa ekvationer används på grund av för att anknyta detta elektriska samt magnetiska fälten jämnt emot dess källa, laddningsdensiteten (täthet) samt strömdensiteten (täthet). Laddningsdensiteten existerar kvantiteten (tätheten) elektrisk laddning vid enstaka viss yta alternativt inom en visst zon samt mäts inom Coulomb per meter () samt strömdensiteten existerar kvantiteten (tätheten) ström inom enstaka viss sektion från ett sluten krets.

Strömdensiteten mäts inom ampere per kvadratmeter (). detta fanns tillsammans med dessa ekvationer vilket Maxwell bevisade sina teorier angående för att ljus plats identisk sak liksom ett elektromagnetisk våg.

Gauss lag

Den inledande ekvationen kallas till Gauss team. Denna team används till för att beräkna relationen mellan elektriska laddningen samt dess resulterande elektriska fält.

Gauss team säger att: detta elektriska flödet genom enstaka viss sluten yta existerar proportionell mot den slutna elektriska laddningen. Gauss team går för att användas mot för att derivera Coulumbs team samt vice versa.

Gauss team på grund av elektromagnetism

Den andra ekvationen existerar Gauss team på grund av elektromagnetism. Lagens avsikt existerar för att visa för att detta ej kunna existera några magnetiska monopoler, detta önskar yttra för att en magnetiskt fält inte någonsin kunna äga endast ett pol.

Detta existerar en fenomen oss känner många väl känner mot då oss existerar vana nära magneter liksom äger både enstaka positiv samt enstaka negativ pol. Mer särskilt säger lagen för att en område runt en magnet där magnetiska krafter verkar äger enstaka divergens likt existerar lika tillsammans med noll alternativt tillsammans andra mening för att detta existerar en solenoidalt(källfritt) fält.

Detta påstående existerar likvärdig tillsammans med påståendet för att en magnetiskt fält inte någonsin förmå äga bara ett pol.

Faradays induktionslag

Den tredjeplats ekvationen, Maxwell-Faradayekvationen, brukar benämnas Faradays induktionslag. Lagen används bland annat då man arbetar tillsammans med transformatorer, spolar samt flera sorters elektriska motorer.

När magneten roterar varierar det magnetiska flödet genom spolen

Själva lagen säger för att den användbar elektromotoriska spänningen inom enstaka given sluten krets existerar likvärdig tillsammans variationstiden vid detta magnetiska flödet inom kretsen. Ekvationen inom sig existerar enstaka sektion från Maxwells ekvationer även ifall man oftast kallar den nära namnet Faradays team.

Ampères lag

Maxwells fjärde ekvation existerar enstaka korrektion från Ampères team.

Denna team gäller inom elektrodynamik samt säger för att magnetiska fält är kapabel skapas vid numeriskt värde olika sätt.

Det finns alltså ett samband mellan elektricitet och magnetism

detta en sättet existerar genom ett elektrisk ström, vilket Ampères team sade ifrån start, samt detta andra existerar genom skiftande magnetiska fält. på grund av för att förklara uttrycket ”föränderliga” magnetiska fält är kapabel oss ta Jorden såsom modell. Jordens magnetiska fält förändras bota tiden, bland annat genom för att polerna rör vid sig. Detta skapar då en elektromagnetiskt fält (det Ampères team säger), vilket inom sin tur fullfölja för att saker likt mot modell kompass fungerar.

Induktion

[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel:Induktion

Fenomenet induktion – en område runt en magnet där magnetiska krafter verkar liksom varierar, är kapabel inducera (alstra) enstaka elektrisk spänning, en fenomen såsom visade sig existera möjligt tackar vare Michael Faraday. Tekniken används inom mängder från moderna uppfinningar, bland annat inom spisar samt inom persondatorer.

Då magnetfältet måste artikel varierande till den elektriska spänningen skall orsakas går detta ej för att nyttja sig från likström. till för att strömmen skall uppstå behövs detta växelström – en föränderlig ström likt ger upphov mot en föränderligt magnetiskt fält. Vidare försök utförda från enstaka ytterligare fysiker, Heinrich Lenz, visade för att magnetfältet vilket induktionsströmmen alstrar, motverkar förändringen från magnetfältet.

Detta gav upphov mot Lenz team – enstaka inducerad elektrisk spänning motverkar sin orsak.

Magnetfältets riktning beror på strömmens riktning

Faradays induktionslag säger för att detta magnetiska flödet genom enstaka yta existerar lika tillsammans produkten från magnetfältets flödestäthet samt ytans area genom ett yta . Detta ger upphov mot ett integral:

Induktionslagen kunna även förklaras tillsammans med ett lite mer simpel formel:

Faraday visade även för att då detta magnetiska flödet genom ett ledarslinga varierar, framkallas detta enstaka elektromotorisk spänning inom ledarslingan.

Den inducerade spänningen existerar likvärdig tillsammans med den negativa tidsderivatan från detta magnetiska flödet, eftersom den inducerade elektriska strömmen motverkar sin orsak, såsom Lenz team ger oss:

Där