مقدمه
اگر در مورد چگونگی دیدن محیط اطراف خود یا نحوه کنار هم قرار گرفتن اجزای یک ماده سوالی دارید، مطالعه الکترومغناطیس به شما کمک میکند. علت اینکه امکان دیدن محیط اطراف برای ما وجود دارد این است که چشم انسان قابلیت آشکارسازی برخی طولموجهای «امواج الکترومغناطیسی» را دارد. در مقیاس اتمی نیز اکثر برهمکنشهای بین اتمها و مولکولها از جنس «نیروهای الکترومغناطیسی» هستند. همانطور که از خود کلمه الکترومغناطیس مشخص است، این بخش از علم فیزیک دو بازوی اصلی به نام «الکتریسیته» و «مغناطیس» دارد. در الکترومغناطیس با مغناطیس تولید شده توسط جریان الکتریکی و برهمکنش بین میدانهای الکتریکی و میدانهای مغناطیسی کار داریم.
الکترومغناطیس چیست؟
در الکترومغناطیس الکتریسیته و مغناطیس دو روی یک سکه هستند. جریان الکتریکی میتواند میدان مغناطیسی تولید کند و میدان مغناطیسی متغیر نیز میتواند جریان الکتریکی را القا کند. به عبارت دیگر، با کاربرد الکترومغناطیس میتوانیم ماده را در حضور الکتریسیته، مغناطیسی کنیم. اگر بخواهیم مهمترین عامل در برهمکنشهای الکترومغناطیسی را تعیین کنیم، میتوانیم به «بار الکتریکی» اشاره کنیم. در واقع هر ذرهای در جهان دارای یک خاصیت ویژه است و این خاصیت تعیین میکند که برهمکنش ذره با هر یک از چهار نیروی بنیادی چگونه باشد. همانطور که این خاصیت در مورد «نیروی گرانش» (Gravitational Force) جرم است، برای نیروی الکترومغناطیسی بار الکتریکی است.
پیش از پیدایش الکترومغناطیس گمان بر این بود که الکتریسیته و مغناطیس دو مفهوم کاملا جدا از هم هستند. اولین بار «هانس کریستین اورستد» (Hans Christian Oersted) با مشاهده تغییر جهت قطبنمای مغناطیسی اطراف سیم حامل جریان، متوجه پدیده الکترومغناطیس شد. بعدها انتشار مقاله «جیمز کلرک ماکسول» (James Clerk Maxwell) با عنوان «شرحی بر الکتریسیته و مغناطیس» در گسترش ایده الکترومغناطیس موثر بود.
کارکردهای الکترومغناطیس
دو کارکرد مهم الکترومغناطیس به این صورت است:
- بارهای الکتریکی متحرک در فضای اطراف خود میدان مغناطیسی ایجاد میکنند.
- وقتی که میدان مغناطیسی اطراف بارها تغییر میکند، بارهای الکتریکی متحرک یا الکتریسیته تولید میشود.
هر دو مورد الکترومغناطیس نامیده میشوند. یکی از نتایج مهم دیگر الکترومغناطیس پیوند آن با نور است. میدانهای الکتریکی و مغناطیسی میتوانند در قالب یک موج الکترومغناطیسی با سرعت یکسانی معادل سرعت نور منتشر شوند. همچنین فرمولبندی کامل قوانین الکترومغناطیس را میتوانیم در قالب چهار «معادله ماکسول» (Maxwell’s Equations) خلاصه کنیم که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
الکترومغناطیس یکی از مهمترین مباحث پایه در رشته فیزیک و مهندسی برق است. در این راستا میتوانید با مراجعه به مجموعه آموزش الکترومغناطیس درس، تمرین، حل مثال و تست فرادرس، مباحث پایه و پیشرفته را یا بگیرید.
الکتریسیته
سادهترین مثال کاربرد الکتریسیته در زندگی روزمره، روشن کردن یک لامپ است. با فشردن کلید، مدار بسته میشود. اختلاف پتانسیل اعمال شده از سوی منبع باعث حرکت الکترونها در طول سیم و برقراری جریان الکتریکی میشود. در نهایت با تبدیل الکتریسیته به نور، لامپ روشن خواهد شد. پس الکتریسیته نوعی انرژی است که با حرکت الکترونها حاصل میشود. از مزایای این نوع از انرژی در دسترس بودن، قابلیت تولید و انتقال آسان آن به فواصل دور است. همچنین سهولت تبدیل الکتریسته به سایر انرژیها مانند نور، گرما و انرژی مکانیکی (حرکت) بسیار مفید است. اگر به اطراف خود دقت کنیم، میتوانیم ….
- فهرست مطالب
- مقدمه. 4
- الکترومغناطیس چیست؟. 4
- کارکردهای الکترومغناطیس…. 4
- الکتریسیته. 5
- اصل بقای بار. 6
- قانون کولن برای محاسبه نیروی الکتریکی.. 6
- قانون گاوس برای محاسبه میدان الکتریکی.. 7
- مغناطیس…. 8
- تفاوت خطوط میدان. 9
- نیروی مغناطیسی.. 9
- قانون آمپر برای محاسبه میدان مغناطیسی.. 10
- مثال ۱ برای قانون آمپر. 12
- مثال ۲ برای قانون آمپر. 13
- میدان الکترومغناطیسی.. 14
- قانون لورنتس برای محاسبه نیروی الکترومغناطیسی.. 15
- مثال در مورد قانون لورنتس…. 16
- اثر هال. 17
- القای الکترومغناطیسی.. 19
- شار مغناطیسی.. 19
- قانون القای فارادی.. 20
- مثال ۱ در مورد قانون فارادی.. 22
- مثال ۲ در مورد قانون فارادی.. 22
- قانون لنز. 24
- معادلات ماکسول. 27
- امواج الکترومغناطیسی.. 28
- کاربردهای الکترومغناطیس…. 29
- الکترومگنت… 29
- بلندگوهای مغناطیسی.. 30
- دیدگاه کوانتومی.. 31
- جمعبندی و نتیجه. 32
- منابع و مآخذ. 32
قسمتهایی از این مقاله حذف شده و نسخه کامل آن فقط در فایلهای word و Pdf قابل دانلود است.
لطفا برای دریافت نسخه کامل این مقاله فایلهای word و pdf را دانلود نمائید.
با خرید این محصول فایل word و PDF مربوط به این مقاله را دریافت خواهید کرد.
لینک دانلود بیدرنگ پس از پرداخت نمایش داده شده و فایل فشرده مربوط به این مقاله آماده دانلود خواهد بود.
تعداد صفحات: 32 صفحه | حجم فایل: کمتر از 1 مگابایت | فونت استفاده شده: B Zar به همراه صفحه اول
رمز فایل فشرده: www.4goush.net
