한국   대만   중국   일본 
Electromagnetism - Wikipedia Sari la con?inut

Electromagnetism

De la Wikipedia, enciclopedia liber?

Electromagnetismul este acea ramur? a fizicii care studiaz? sarcinile magnetice ?i electrice, campurile create de acestea (electric ?i magnetic), legile care descriu interac?iunile dintre acestea.

Efectul magnetic al curentului electric

Ramurile principale ale electromagnetismului sunt:

Istoric [ modificare | modificare surs? ]

De?i grecii antici cuno?teau propriet??ile electrostatice ale chihlimbarului, iar chinezii puteau face magne?i bru?i din pietre magnetice (cca 2700 i.Hr. ), pan? la sfar?itul secolului al XVIII-lea nu s-au realizat experimente asupra fenomenelor electrice ?i magnetice documentate. In 1785 fizicianul francez Charles-Augustin de Coulomb a fost primul care a confirmat pe cale experimental? faptul c? sarcinile electrice se atrag sau se resping pe baza unei legi similare cu cea a gravita?iei. Matematicienii Simeon Denis Poisson ?i Carl Friedrich Gauss au dezvoltat o teorie cu privire la distribuirea arbitrar? a sarcinilor electrice.

O particul? inc?rcat? cu o sarcin? pozitiv? atrage o particul? inc?rcat? negativ, tinzand s? accelereze spre aceasta. Dac? aceasta intampin? rezisten?? din partea mediului prin care trece, viteza sa se mic?oreaz? iar mediul sufer? o inc?lzire. Posibilitatea de a men?ine un flux electric ce ar continua s? conduc? particulele inc?rcate cu sarcini a fost observat? de fizicianul italian Alessandro Volta in 1800 . Clasica teorie a unui circuit simplu presupune ca cele dou? borne ale unei baterii s? fie inc?rcate cu sarcini diferite, ca o consecin?? a propriet??ilor interne ale acesteia. Cand cele dou? borne sunt conectate printr-un conductor, particulele inc?rcate negativ vor fi "impinse" spre borna pozitiv? iar acest proces va inc?lzi firul, acesta opunand rezisten?? mi?c?rii. Cand particulele ajung la borna pozitiv?, bateria le va for?a in interior spre borna negativ?, invingand for?ele de rezisten?? formulate in legea lui Coulomb . Fizicianul german Georg Simon Ohm a descoperit existen?a unei constante a conductorului, ca propor?ie intre intensitatea ?i rezisten?a acestuia. Legea lui Ohm nu este universal valabil? in fizic?, ci mai degrab? descrie caracteristicile unel clase limitate de materiale solide.

Primele concepte asupra magnetismlui bazate pe existen?a a doi poli magnetici au ap?rut in secolul XVII ?i in mare parte datorit? experimentelor lui Coulomb.

Prima leg?tur? intre magnetism ?i electricitate a fost f?cuta prin intermediul experimentelor fizicianului danez Hans Christian Oersted , care in 1819 a descoperit c? un ac magnetic poate fi deviat cu ajutorul unui conductor sub tensiune electric?. La o s?ptaman? de la aflarea acestei descoperiri, cercet?torul francez Andre Marie Ampere va demonstra c? doi conductori purt?tori de curent electric se vor comporta ca ?i cei doi poli ai unui magnet .

In 1831 fizicianul ?i chimistul englez Michael Faraday a descoperit c? un curent electric poate fi indus intr-un fir ?i f?r? conectarea acestuia la o baterie, fie prin mi?carea unui magnet, fie prin plasarea altui conductor cu un curent variabil in vecin?tatea conductorului in care se dore?te generat curentul. Leg?tura dintre electricitate ?i magnetism poate fi cel mai bine redat? in termeni asocia?i campului magnetic sau for?ei ce ac?ioneaz? intr-un anume punct asupra unei sarcini electrice.

Sarcinile electrice sta?ionare produc campuri electrice; curen?ii ? sarcini electrice mobile ? produc campuri magnetice. Aceste descoperiri au fost redate intr-o form? precis? de c?tre fizicianul englez James Clerk Maxwell care in formularea ecua?iilor diferen?iale care ii poart? numele a g?sit rela?ia dintre locul ?i perioada schimb?rii campurilor electrice ?i magnetice intr-un anumit punct ?i respectiv sarcina ?i densitatea curentului in acel punct. In principiu, aceste ecua?ii permit determinarea intensit??ii campului oriunde ?i in orice moment printr-o cunoa?tere a sarcinilor electrice ?i a curen?ilor.

Intervalul 1840-1850 este caracterizat printr-o succesiune dens? de descoperiri experimentale in acest sector ?tiin?ific [1] .

Un rezultat nea?teptat ob?inut prin descoperirea acestor ecua?ii a fost intuirea unui nou tip de camp magnetic, care se propag? cu viteza luminii sub forma undelor electromagnetice . In 1887 fizicianul german Heinrich Rudolf Hertz a reu?it s? genereze asemenea unde, punand astfel bazele transmisiilor de radio, radar, televiziune ?i altor forme de telecomunica?ii.

Propriet??ile campurilor magnetice ?i electrice ale acestor unde sunt similare cu cele ale unei sfori lungi, intinse, al carei cap?t este mi?cat foarte repede in sus ?i in jos.

In orice punct ales, sfoara va fi observat? ca osciland cu aceea?i frecven?? ?i respectiv cu aceea?i perioad? ca ?i sursa. Punctele alese de-a lungul sforii la diferite distan?e de surs? vor ajunge in punctul maxim pe axa vertical? intr-un sistem cartezian la momente diferite in timp.

Viteza cu care se propag? mi?carea vertical? de-a lungul sforii din analogia precedent? se nume?te viteza undei electromagnetice in cazul acesteia, ea fiind o func?ie de spa?iu, mas? ?i tensiune electric?. Un instantaneu asupra sforii (dup? ce a fost in mi?care) va ar?ta puncte avand aceea?i dispunere ?i mi?care, separate de o distan?? numit? lungimea de unda . Aceasta este egal? cu viteza undei raportat? la frecven??.

M?rimi ?i unit??i [ modificare | modificare surs? ]

Unit??i SI in electromagnetism
Simbol m?rime M?rime electric? Unitate de m?sur? (UM) Simbol UM Transformare in UM fundamentale
I Intensitatea curentului electric amper A A = W/V = C/s
q Cantitate de electricitate coulomb C A·s
U Diferen?? de poten?ial ; For?? electromotoare volt V J/C = kg·m 2 ·s −3 ·A −1
R, Z, X Rezisten?? , Impedan?? , Reactan?? ohm Ω V/A = kg·m 2 ·s −3 ·A −2
ρ Rezistivitate ohm metru Ω·m kg·m 3 ·s −3 ·A −2
P Putere electric? watt W V·A = kg·m 2 ·s −3
C Capacitate electric? farad F C/V = kg −1 ·m −2 ·A 2 ·s 4
Elastan?? 1 / farad F −1 V/C = kg·m 2 ·A −2 ·s −4
ε Permitivitate farad pe metru F/m kg −1 ·m −3 ·A 2 ·s 4
χ e Susceptibilitate electric? (adimensional) - -
G, Y, B Conductan?? , Admitan?? , Susceptan?? siemens S Ω −1 = kg −1 ·m −2 ·s 3 ·A 2
σ Conductivitate siemens pe metru S/m kg −1 ·m −3 ·s 3 ·A 2
H Camp magnetic, Intensitatea campului magnetic amper pe metru A/m A·m −1
Φ m Flux magnetic weber Wb V·s = kg·m 2 ·s −2 ·A −1
B Densitatea fluxului magnetic, Induc?ie magnetic?, For?a campului magnetic tesla T Wb/m 2 = kg·s −2 ·A −1
Reluctan?? amper pe weber A/Wb kg −1 ·m −2 ·s 2 ·A 2
L Inductan?? henry H Wb/A = V·s/A = kg·m 2 ·s −2 ·A −2
μ Permeabilitate henry pe metru H/m kg·m ·s −2 ·A −2
χ m Susceptibilitate magnetic? (adimensional) - -
  1. ^ Nicolae N. Mih?ileanu , Istoria matematicii , volumul II, p. 355