Den elektromagnetism är en kraft av de viktigaste, eftersom tillsammans med gravitations, starka kärn och svaga kärn är en del av de grundläggande krafterna i universum, som är de som inte kan förklaras i termer av mer grundläggande krafter. Denna kraft påverkar endast kroppar som är laddade med elektricitet och ansvarar för kemiska och fysiska omvandlingar av atomer och molekyler. Elektromagnetism förekommer dagligen, både i naturliga och artificiella fenomen.
Vad är elektromagnetism
Innehållsförteckning
När vi pratar om termen elektromagnetism i fysik hänvisar det till sammankopplingen av elektriska och magnetiska fenomen, liksom växelverkan mellan båda krafterna. Detta påverkar vätskor, gaser och fasta ämnen.
I naturen finns elektromagnetism i fenomen som radiovågor från Vintergatan, infraröd strålning från kroppar vid rumstemperatur, ljus, ultraviolett strålning härledd från solen, gammastrålning, norrsken och australier, bland andra.
Å andra sidan är tillämpningen av elektromagnetism i vardagen olika. Så är fallet med kompassen, vars rörelse av nålarna genereras av de polära magnetiska principerna och de elektriska genom växelverkan mellan mekanismen och friktionen som har sitt ursprung. Klockan, elgitarren, elmotorn, transformatorer, mikrovågor, pendriver, mikrofoner, flygplan, digitalkameror, mobiltelefoner, termometrar, plattor, ultraljudsmaskiner, modem, tomograf, är några av de mest kända föremålen där detta fenomen äger rum. och att i praktiska tillämpningar exemplifierar vad elektromagnetism är.
Vad är det elektromagnetiska fältet
Det är ett fysiskt sensoriskt fält där elektriska partiklar som produceras av elektriskt laddade kroppar eller föremål samverkar. I ett sådant fält finns det en mängd elektromagnetisk energi. Men för att bättre förstå konceptet är det viktigt att förstå hur och varför det elektriska fältet och magnetfältet genereras.
Det elektriska fältet sker när det finns spänningsskillnader och ju högre spänning, desto större blir fältet. Detta är alltså det utrymme där elektriska krafter verkar. Att känna till omfånget för det elektriska fältet gör det möjligt att känna till intensitetsnivån och vad som händer med en laddning i en viss del av fältet, oavsett om man inte vet vad som orsakar det.
För sin del kommer magnetfältet från elektriska strömmar, och ju större ström, desto större är fältet. Det är den omrörning som magneten producerar i området runt den, hur den påverkar den och i vilken riktning. Det representeras av fältlinjer som går från utsidan av nordpolen till magnetens södra pol och inuti från sydpolen till nordpolen. Dessa linjer kommer aldrig att korsas, så de skiljer sig från varandra och från magneten, parallella och tangentiella till fältets riktning vid punkterna.
Vad är det elektromagnetiska spektrumet
Det är uppsättningen av vågornas elektromagnetiska energier, det vill säga all elektromagnetisk strålning som sträcker sig från de med kortare våglängd (röntgenstrålar, gammastrålar), ultraviolett strålning, ljus och infraröd strålning, till de med större längd (radiovågor).
Spektrumet för ett objekt eller vätska kommer att vara den karakteristiska fördelningen av dess elektromagnetiska strålning. Det finns en teori om att gränsen för den kortaste våglängden är ungefär Planck-längden (ett mått på subatomär längd) och den övre gränsen för den långa våglängden är storleken på universumet, även om spektrumet är kontinuerligt och oändligt.
Maxwell ekvationer
James Maxwell lyckades formulera den elektromagnetiska teorin, inklusive el, magnetism och ljus som olika uttryck för samma fenomen. Denna hypotes som utvecklats av fysikern kallades den klassiska teorin om elektromagnetisk strålning.
Sedan urminnes tider observerade forskare och människor med fascination elektromagnetiska fenomen, såsom elektrostatik, magnetism och andra manifestationer inom detta område, men det var inte förrän på 1800-talet, tack vare olika forskares arbete kunde de förklara del av bitarna som utgör pusslet om elektromagnetism som det är känt idag.
Det var Maxwell som förenade dem alla i fyra ekvationer: Gauss lag, Gauss lag för magnetfältet, Faradays lag och den allmänna Ampères lag, som hjälpte till att definiera vad elektromagnetism är.
1. Gauss lag: beskriver hur laddningar påverkar det elektriska fältet och fastställer att dessa laddningar är källor till elektriska fält så länge de är positiva, eller sjunker av samma om de är negativa. Därför tenderar likadana laddningar att stöta ut varandra och olika laddningar tenderar att locka varandra. Denna lag fastställer på samma sätt att det elektriska fältet kommer att försvagas med avstånd under den inversa kvadratiska lagen (intensiteten är omvänt proportionell mot kvadratet på avståndet från ursprungscentret) och ge det geometriska egenskaper.
2. Gauss magnetismslag: säger att varken källor eller sänkor finns inom magnetfältet, därför finns det inga magnetiska laddningar. I avsaknad av källor och sänkor måste magnetfält som genereras av föremål stänga av sig själva. Det är därför, om en magnet delades i hälften, kommer magnetfältet att stängas i det område där den klipptes, så att två magneter med två poler vardera skapas. Detta antyder att monopol på jorden skulle vara omöjligt.
3. Faradays lag: säger att om ett magnetfält förändras över tiden kommer detta att aktivera det genom att stängas. Om det ökar kommer det elektriska fältet att orienteras medurs, och om det minskar kommer det att riktas moturs. Det är då sant att inte bara laddningarna och magneterna kan påverka fälten utan också varandra i båda riktningarna.
Inom denna lag observeras elektromagnetisk induktion, vilket är produktionen av elektriska strömmar av magnetfält som varierar med tiden. Detta fenomen producerar elektromotorisk kraft eller spänning i en kropp utsatt för ett magnetfält och, eftersom objektet är ledande, produceras den inducerade strömmen.
4. Ampères lag: förklarar att ett elektriskt fält med rörliga laddningar (elektrisk ström) aktiverar magnetfältet genom att stängas. Elektrisk ström är mycket användbar eftersom konstgjorda magneter med den kan skapas genom att leda elementet genom en spole och ha ett magnetfält, vilket orsakar att ju större strömens intensitet är desto mer intensitet förstärks. magnetfältets intensitet. Denna typ av magnet kallas en elektromagnet, och de flesta magnetfält på planeten genereras på detta sätt.
Grenar av elektromagnetism
För att helt förstå vad elektromagnetism är måste de olika manifestationerna i dessa elektromagnetiska fenomen förstås: elektrostatik, magnetostatik, elektrodynamik och magnetism.
Elektrostatik
Elektrostatik hänvisar till studien av elektromagnetiska fenomen som härrör från elektriskt laddade kroppar (den har överskott - positiv laddning - eller brist - negativ laddning - av elektroner i atomerna som komponerar den) i vila.
Det är känt att om föremål laddade med elektricitet har överskott av elektroner i atomerna som komponerar dem, kommer de att ha en positiv laddning och de kommer att ha en negativ laddning när de är bristfälliga.
Dessa kroppar utövar krafter på varandra. När ett laddat föremål utsätts för ett fält som tillhör ett annat laddat föremål kommer det att utsättas för en kraft som är proportionell mot storleken på dess laddning och den för fältet vid dess plats. Laddningens polaritet kommer att avgöra om kraften kommer att vara attraktiv (när de är olika) eller frånstötande (när de är desamma). Elektrostatik är användbart för studier och observation av elektriska stormar.
Magnetismen
Det är fenomenet genom vilket kroppar lockar eller stöter varandra beroende på vilken typ av laddning de har. Alla material som finns kommer att påverkas mer eller mindre beroende på deras sammansättning, men den enda kända magneten i naturen är magnetit (som är ett mineral som består av två järnoxider och har egenskapen att locka järn, stål och andra kroppar).
Magneter har två områden där krafterna manifesterar sig med större storlek, belägna i ändarna och kallas magnetiska poler (norr och söder).
Den grundläggande egenskapen för samspelet mellan magneter är att deras liknande poler stöter ut varandra, medan de olika lockar. Detta beror på att denna effekt är relaterad till magnetfältlinjerna (från nordpolen till söder), och när två motsatser närmar sig hoppar linjerna från en pol till den andra (vidhäftar), kommer denna effekt att minska när avståndet mellan de två är större; När två lika stora poler närmar sig börjar linjerna komprimeras mot samma pol, och om de komprimeras expanderar linjerna så att båda magneterna inte kan närma sig och stöta ut varandra.
Elektrodynamik
Han studerar de elektromagnetiska fenomenen hos laddade kroppar i rörelse och variabla elektriska och magnetiska fält. Inom det finns tre underavdelningar: den klassiska, den relativistiska och kvanten.
- Klassiken inkluderar andra effekter, såsom induktion och elektromagnetisk strålning, magnetism och induktion och elmotor.
- Relativisten konstaterar att, med en observatör som rör sig från sin referensram, kommer den att mäta olika elektriska och magnetiska effekter av samma fenomen, eftersom varken det elektriska fältet eller den magnetiska induktionen beter sig som fysikaliska vektorstorlekar.
- Quantum beskriver interaktionen mellan bosoner (partiklar som bär interaktionen) och fermioner (partiklar som bär materia) och används för att förklara atomstrukturer och samband mellan komplexa molekyler.
Magnetostatik
Det är studiet av fysiska fenomen där konstanta magnetfält ingriper i tiden, det vill säga de har producerats av stationära strömmar. Detta inkluderar attraktionen som magneten och elektromagneten har på järn och olika metaller. De fenomen som produceras i detta område kännetecknas av skapandet av ett magnetfält runt den magnetiserade kroppen som tappar intensitet med avståndet.
Vad är elektromagnetiska vågor
De är vågor som inte behöver ett materiellt medium för att sprida sig, så att de kan färdas genom ett vakuum och med en konstant hastighet på 299 792 kilometer per sekund. Flera exempel på dessa typer av vågor är ljus, mikrovågor, röntgenstrålning och TV- och radiosändningar.
Strålningen från det elektromagnetiska spektrumet presenterar diffraktion (avvikelse när man får ett ogenomskinligt objekt) och störningar (superposition av vågor), vilka är de typiska egenskaperna för vågrörelse.
Tillämpningen av elektromagnetiska vågor har haft en stark inverkan på telekommunikationsvärlden genom att möjliggöra trådlös kommunikation via radiovågor.
Vad är elektromagnetisk strålning
Det är spridningen av elektriska och magnetiska partiklar som svänger och var och en genererar ett fält (elektriskt och magnetiskt). Denna strålning orsakar vågor som kan spridas genom luft och vakuum: elektromagnetiska vågor.
