1. Flytta laddningar Skapa magnetfält:
* Grundläggande princip: En rörlig elektrisk laddning genererar ett magnetfält runt den. Ju starkare laddningen och ju snabbare den rör sig, desto starkare är magnetfältet.
* Exempel: Elektroner som kretsar runt kärnan i en atom skapar ett litet magnetfält på grund av deras rörelse. Det är därför vissa material blir magneter.
2. Magnetfält påverkar rörliga laddningar:
* kraft på en laddning: Ett magnetfält utövar en kraft på en rörlig elektrisk laddning. Kraften är vinkelrätt mot både magnetfältets riktning och riktningen för laddningens rörelse.
* Exempel: Detta är principen bakom elmotorer. Ett magnetfält får en strömbärande tråd (rörliga laddningar) att rotera.
3. Ändra magnetfält skapar elektriska fält:
* Faradays lag: Ett förändrat magnetfält inducerar ett elektriskt fält. Detta innebär att om du flyttar en magnet nära en tråd eller en spole, kommer en elektrisk ström att flyta i tråden.
* Exempel: Så här fungerar generatorer. En roterande magnet inducerar en elektrisk ström i en trådspole.
4. Den sammanflätade naturen:
* Maxwells ekvationer: James Clerk Maxwell, i sina berömda ekvationer, enhetlig elektricitet och magnetism. Han visade att elektriska och magnetiska fält är intimt relaterade och kan omvandlas till varandra.
* Ljus som en elektromagnetisk våg: Maxwells ekvationer ledde till förutsägelsen att ljus är en elektromagnetisk våg, vilket innebär att den består av att svänga elektriska och magnetfält som reser tillsammans.
Nyckelkoncept att komma ihåg:
* magnetfält: Regioner i rymden där magnetiska krafter kan detekteras.
* elektriska fält: Regioner i rymden där elektriska krafter kan upptäckas.
* elektromagnetisk induktion: Processen att generera ett elektriskt fält med ett förändrat magnetfält.
* Lorentz Force: Kraften utövas på en laddad partikel av elektriska och magnetfält.
Exempel på interaktioner:
* kompass: En kompassnål anpassar sig till jordens magnetfält på grund av interaktionen mellan magnetfältet och de magnetiska dipolerna i nålen.
* elmotorer: Motorer använder kraften som utövas av magnetfält på rörliga laddningar för att skapa rotationsrörelse.
* Generatorer: Generatorer omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi genom att använda ett förändrat magnetfält för att inducera en elektrisk ström.
* elektromagnetiska vågor: Radiovågor, mikrovågor, synligt ljus och röntgenstrålar är alla former av elektromagnetiska vågor som är resultatet av interaktionen mellan elektriska och magnetfält.
Sammanfattningsvis har elektriska laddningar och magneter en djup och sammanflätad relation. Rörliga laddningar skapar magnetfält, och magnetfält utövar krafter på rörliga laddningar. Denna interaktion är grundläggande för arbetet med många tekniker och ligger till grund för ljusets natur.
