Какво е електромагнитна сила?

Цялата сложност на вселената около нас в крайна сметка идва от четири основни сили: гравитацията, силната ядрена сила, слабата ядрена сила и електромагнетизмът. Електромагнетизмът може да бъде предизвикателна тема за изучаване, но основите на това каква е силата и как тя действа са доста ясен и по-специално законът за силата на Лоренц ви казва ключовите моменти, от които се нуждаете разбирам. Накратко, електромагнитната сила кара различните заряди - положителни и отрицателни - да се привличат един друг и за разлика от зарядите да се отблъскват.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Електромагнетизмът е една от четирите основни сили във Вселената. Той описва как заредените частици реагират на електрическо и магнитно поле, както и основните връзки между тях. Електромагнитната сила, както всички сили, се измерва в нютони.

Електростатичните сили са описани от закона на Кулон, а както електрическите, така и магнитните сили са обхванати от закона на силата на Лоренц. Четирите уравнения на Максуел обаче предоставят най-подробното описание на електромагнетизма.

Терминът електромагнетизъм съчетава електрическите и магнитните сили в една дума, тъй като и двете сили се дължат на едно и също основно явление. „Заредените“ частици генерират електрически полета, а положителните и отрицателните заряди реагират на това поле по различен начин, което обяснява силата, която наблюдаваме. За електрически взаимодействия положително заредените частици (като протони) отблъскват положително заредените частици и привличат отрицателно заредени (като електрони) и обратно. Линиите на електрическото поле се разпространяват директно навън от положителните електрически заряди и това изтласква частиците по посока - или в посока, обратна на - полевите линии.

Магнетизмът идва от магнитни полета, които се генерират от движещи се заряди. Частиците не реагират на магнитните полета по същия начин, както на електрическите полета. Линиите на магнитното поле образуват кръгове, без начало или край. В отговор на тях частиците се движат в посока, перпендикулярна както на движението им, така и на линията на полето. Както при електрическите сили, положително заредените частици и отрицателно заредените се движат в противоположни посоки.

Електромагнитната сила е втората по сила сила в природата. Силната ядрена сила е най-силната, електромагнитните сили са 137 пъти по-малко мощни слабата ядрена сила е милион пъти по-малка, а гравитацията е много, много по-малка от останалите (около 6 × 10⁻³⁹ пъти по-слаби от силната ядрена сила).

„Електростатична сила“ се отнася до електрическата сила, генерирана от неподвижни заряди. Описано е с просто уравнение, известно като закон на Кулон. Това гласи, че:

Тук,Fозначава сила,ке константа,q​₁ иq​₂ са таксите иrе разстоянието между тях. По-големите заряди произвеждат по-голяма сила и по-голямото разделяне отслабва силата на силата. Както при всички сили, електромагнитната сила се измерва в нютони (N). Константатакима специфична стойност, 9 × 10⁹ N m² / ° С². Зарядът се измерва в кулони (C) и вие въвеждате знака на заряда (+ или -) заедно със силата, така че уравнението има положителна стойност за отблъскване и отрицателна за привличане.

Законът за силата на Лоренц включва както магнитни, така и електрически сили, така че е едно от най-добрите представи на електромагнитната сила. Законът гласи:

Където​Е.​е магнитното поле,​v​е скоростта на частицата, и​Б.​е магнитното поле. Те са получер, защото са вектори, които имат посока, както и сила, и×​ символ е векторен продукт, а не просто умножение. Уравнението ни казва, че общата сила е сумата от електрическото поле и векторното произведение на скоростта на частицата и магнитното поле, всички умножени по заряда на частицата. Векторът произвежда сила в посока, перпендикулярна на двете, в съответствие с предходния раздел.

Електромагнетизмът се проявява в много форми в ежедневния живот и физиката. Атомите се държат заедно чрез електромагнитното привличане между протоните в ядрото и електроните около него. Светлината е електромагнитна вълна, при която трептящо електрическо поле генерира променящо се магнитно поле, което от своя страна създава електрическо поле и т.н. Това се предвижда от уравненията на Максуел (четири уравнения, които обясняват всичко за електромагнетизма на езика на векторното смятане), включително характерната скорост, с която той се движи.

Електромагнетизмът е отговорен и за електричеството, захранващо екрана ви и устройството, на което четете, като потокът от електрони, задвижван по линиите на електрическото поле, осигурява енергия. Тези примери само надраскват повърхността на широк спектър от явления, обяснени с електромагнетизъм.