電磁気学の紹介とXNUMXつの重要な側面

の用法 電磁気 私たちの周りに気付くことができます。 電灯も電話もパソコンも電車もない世界は想像できません。 これらはすべて、 電磁効果.

電磁気学の歴史

 科学者、 エルステッド 彼の実験では、電流が磁場を生成する可能性があることを実証し、ファラデーは実験的に逆のプロセスを説明しました。 これらの実験の結論は、 電界 変化する磁場によって生成される可能性があり、 磁場 電界または単に電流によって生成することができます。 ジェームズクラークマクスウェルはまた、電場と磁場の関係に多大な貢献をしてきました。

電磁気学の紹介とXNUMXつの重要な側面
エルステッド 、画像クレジット– クリストファーヴィルヘルムエッカースバーグ アーティストQS:P170、Q363823、 Ørsted、パブリックドメインとしてマークされている、詳細 ウィキメディア·コモンズ
電磁気学の紹介とXNUMXつの重要な側面
ジェームズ・クラーク・マックスウェル 、画像クレジット– ジョージ・J・ストダート 作成者QS:P170、Q19832615、 ジェームズ・クラーク・マックスウェル、パブリックドメインとしてマークされている、詳細 ウィキメディア·コモンズ

その後、アインシュタインは、彼の特殊相対性理論を通じて、それらは相互に関連しており、単一の現象として扱うことができると述べました。 この分野で研究している電気と磁気の相互作用は、電磁気学として知られています。

電磁気学とは何ですか? 

導体(コイル、ワイヤーなど)に電流が流れると、磁場が発生します。 このプロセスは、一般に、電磁気学として知られています。 誘導磁力線の方向は、右ねじの法則によって決定できます。

ここでは、親指が電流の方向を向くように電流が流れるワイヤーを保持していると想像します。磁力線がワイヤーの周りをカールする方法は、他の指のカールと同じです。 このようにして、ワイヤーの磁場の方向を見つけることができます。

右手の経験則
右手の経験則
電流が流れるワイヤーの周りの磁場
電流が流れるワイヤーの周りの磁力線の方向

磁場の方向と方向が決まったら、次の疑問はその大きさが何であるかということです。 電流が流れるワイヤーを取り巻く磁場は、実際のアプリケーションで一般的に使用される電流の量に対して比較的弱く、小さなコンパスの針などを偏向させるのに十分です。

強い磁場を生成し、その結果、同じ量の電流でより多くの磁束を生成するために、ワイヤーをコイルに巻き付けて、ワイヤーの周りの個々の循環磁場を合計することができます。

通電コイルによる磁力線
通電コイルによる磁力線、画像クレジット– オタク3VFPtソレノイドcorrect2CC BY-SA 3.0

電磁気学のXNUMXつの本質的な側面としての電流と磁気の簡単な説明

電磁気学の本質的な部分は、電気または電流の概念であり、これは、物質内の電荷の分布や運動などの振る舞いに関連しています。 さまざまな材料は、それらの内部の電荷の動きに基づいて、導体または絶縁体として分類されます。 電流は、単に電荷の流れの尺度であると言えます。

電磁気学のもう一つの重要な部分は磁気です。 磁性の科学は、小さな鉄片を引き付け、浮いているコルクの上に置いたときに特定の方向を指す鉱石についてさまざまな観察が行われたときに生まれました。 後に、この現象は素粒子の異なるスピン磁気モーメントの結果であると推定されました。

電磁波とは何ですか?

マクスウェルによって与えられた数学的電磁方程式は、電場と磁場が一緒に波として空間を移動することを示しています。 これは、変化する磁場が変化する電場を誘発し、逆もまた同様であり、これらの変化する場は、媒体がない場合でも、互いに垂直な空間を移動するために可能です。 これらの種類の波は、その後、電磁波と呼ばれていました。

電磁波
電磁波
画像のクレジット: And1muEM-WaveCC BY-SA 4.0

電磁誘導とは何ですか?

電磁誘導を最初に理解するには、磁束について知る必要があります。 電束と同様に、磁束は表面を通過する磁力線の数に比例します。 磁場と導体の相対運動により、導体を通る磁束が変化し、誘導起電力(emf)または電圧が発生します。 この現象は電磁誘導として知られています。 電磁誘導については、次のセクションで詳しく説明します。

電磁気学の紹介とXNUMXつの重要な側面
電場を使用した磁場誘導、画像クレジット– Simple_electromagnet.gif:元のアップローダーは ベルセルケルス at ロシアのウィキペディア。 二次的著作物: チェトヴォルノ (話す)ソース画像の変更:CCWを90°回転し、明るくしてディテールを引き出します。、 シンプルな電磁石2、パブリックドメインとしてマークされている、詳細 ウィキメディア·コモンズ

電磁力とは何ですか?

電気力は 荷電粒子。 しかし、磁力は移動する荷電粒子に作用します。 したがって、荷電粒子にかかる電気力と磁力の組み合わせは、電磁力としてまとめることができます。

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