Istilah “lapangan” dalam bahasa Rusia mengacu pada ruang yang sangat luas komposisi homogen, misalnya gandum atau kentang.
Dalam fisika dan teknik elektro digunakan untuk mendeskripsikan berbagai jenis materi, misalnya materi elektromagnetik, terdiri dari komponen listrik dan magnet.
Muatan listrik dikaitkan dengan bentuk materi ini. Bila tidak bergerak selalu ada medan listrik disekitarnya, dan bila bergerak maka timbul pula medan magnet.
Gagasan manusia tentang sifat listrik (selengkapnya definisi yang tepat- elektrostatik) bidang dibentuk berdasarkan penelitian eksperimental sifat-sifatnya, karena belum ada metode penelitian lain. Dengan metode ini terungkap bahwa ia bekerja pada muatan listrik yang bergerak dan/atau diam dengan gaya tertentu. Dengan mengukur nilainya, karakteristik operasional utama dinilai.
Medan listrik
Itu terbentuk:
sekitar muatan listrik(benda atau partikel);
ketika medan magnet berubah, seperti yang terjadi selama pergerakan.
Hal ini digambarkan dengan garis-garis gaya, yang biasanya digambarkan memancar darinya muatan positif dan berakhir dengan negatif. Jadi, tuduhan adalah sumbernya medan listrik. Dengan menindaklanjutinya, Anda dapat:
mendeteksi keberadaan suatu bidang;
masukkan nilai yang dikalibrasi untuk mengukur nilainya.
Untuk penggunaan praktis terpilih karakteristik kekuatan, disebut ketegangan, yang diperkirakan dengan pengaruh tanda positif pada satuan muatan.
Ini bekerja pada:
benda dan muatan listrik yang bergerak dengan gaya tertentu;
momen magnet tanpa memperhitungkan keadaan geraknya.
Medan magnet tercipta:
lewatnya arus partikel bermuatan;
menjumlahkan momen magnet elektron di dalam atom atau partikel lain;
dengan perubahan sementara medan listrik.
Hal ini juga digambarkan dengan garis-garis gaya, tetapi tertutup sepanjang kontur dan tidak memiliki awal atau akhir, berbeda dengan garis listrik.
Interaksi medan listrik dan magnet
Pembenaran teoretis dan matematis pertama dari proses yang terjadi di dalam medan elektromagnetik dilakukan oleh James Clerk Maxwell. Ia menyajikan sistem persamaan bentuk diferensial dan integral, di mana ia menunjukkan hubungan medan elektromagnetik dengan muatan listrik dan arus yang mengalir di dalamnya. kontinum atau vakum.
Dalam karyanya ia menggunakan hukum berikut:
Ampere, yang menggambarkan aliran arus melalui suatu konduktor dan penciptaan induksi magnet di sekitarnya;
Faraday, menjelaskan terjadinya arus listrik dari aksi medan magnet bolak-balik pada penghantar tertutup.
Pekerjaan Maxwell ditentukan rasio yang tepat antara manifestasi medan listrik dan magnet, tergantung pada muatan yang tersebar di ruang angkasa.
Banyak waktu telah berlalu sejak diterbitkannya karya Maxwell. Para ilmuwan terus mempelajari manifestasinya fakta yang dialami antara medan listrik dan magnet, tetapi bahkan sekarang pun sifat mereka tidak dapat diketahui secara khusus. Hasil murni terbatas aplikasi praktis fenomena yang sedang dipertimbangkan.
Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa dengan tingkat pengetahuan kita, kita hanya dapat membangun hipotesis, karena untuk saat ini kita hanya mampu berasumsi sesuatu. Bagaimanapun, alam memiliki khasiat yang tiada habisnya sehingga masih perlu dipelajari secara ekstensif dan dalam jangka waktu yang lama.
Karakteristik perbandingan medan listrik dan magnet
Sumber pendidikan
Hubungan timbal balik antara bidang listrik dan magnet membantu untuk memahami fakta yang jelas: mereka tidak terpisah, tetapi terhubung, tetapi mereka dapat memanifestasikan dirinya dalam berbagai cara, menjadi satu kesatuan - medan elektromagnetik.
Jika kita membayangkan bahwa di suatu titik di ruang angkasa telah tercipta medan muatan listrik yang tidak seragam, tidak bergerak relatif terhadap permukaan bumi, maka tidak mungkin menentukan medan magnet di sekitarnya dalam keadaan diam.
Jika pengamat mulai bergerak relatif terhadap muatan ini, maka medan akan mulai berubah seiring waktu dan komponen listrik sekarang akan membentuk komponen magnet, yang dapat dilihat oleh peneliti yang gigih dengan alat ukurnya.
Dengan cara yang sama, fenomena ini akan terwujud ketika magnet stasioner ditempatkan di permukaan tertentu, sehingga menciptakan medan magnet. Ketika pengamat mulai bergerak relatif terhadapnya, ia akan mendeteksi munculnya arus listrik. Proses ini menggambarkan fenomena tersebut induksi elektromagnetik.
Oleh karena itu, mengatakan bahwa pada titik dalam ruang yang ditinjau hanya terdapat satu dari dua medan: listrik atau magnet, tidak masuk akal. Pertanyaan ini harus diajukan sehubungan dengan sistem referensi:
tidak bergerak;
seluler.
Dengan kata lain, kerangka acuan mempengaruhi manifestasi medan listrik dan magnet dengan cara yang sama seperti melihat lanskap melalui filter dengan warna berbeda. Mengubah warna kaca memengaruhi persepsi kita terhadap keseluruhan gambar, meskipun kita menjadikannya sebagai dasar cahaya alami, dibuat oleh bagian tersebut sinar matahari melalui suasana udara, tidak akan memberikan gambaran sebenarnya secara keseluruhan, justru akan mendistorsinya.
Artinya sistem referensi adalah salah satu cara untuk mempelajari medan elektromagnetik dan memungkinkan kita menilai sifat dan konfigurasinya. Namun hal itu tidak mempunyai arti yang mutlak.
Indikator medan elektromagnetik
Medan listrik
Benda bermuatan listrik digunakan sebagai indikator yang menunjukkan adanya suatu medan pada suatu tempat tertentu dalam ruang. Mereka dapat menggunakan potongan kertas kecil, bola, selongsong, dan “sultana” yang dialiri listrik untuk mengamati komponen listrik.
Mari kita perhatikan contoh ketika dua bola indikator terletak di kedua sisi dielektrik datar berlistrik pada suspensi bebas. Mereka akan sama-sama tertarik pada permukaannya dan akan meregang menjadi satu garis.
Pada tahap kedua, kami menempatkan pelat logam datar di antara salah satu bola dan dielektrik yang dialiri listrik. Ini tidak akan mengubah gaya yang bekerja pada indikator. Bola tidak akan mengubah posisinya.
Tahap ketiga dari percobaan ini melibatkan pembumian lembaran logam. Segera setelah ini terjadi, bola indikator yang terletak di antara dielektrik berlistrik dan logam yang diarde akan berubah posisinya, berubah arah menjadi vertikal. Ia tidak lagi tertarik pada piring dan hanya akan tunduk gaya gravitasi gaya berat.
Pengalaman ini menunjukkan bahwa pelindung logam yang dibumikan menghalangi perambatan garis medan listrik.
Dalam hal ini indikatornya dapat berupa:
pengarsipan baja;
sirkuit tertutup dengan aliran melaluinya sengatan listrik;
jarum magnet (contoh dengan kompas).
Prinsip pendistribusian serbuk gergaji baja sepanjang kekuatan magnet garis ov adalah yang paling umum. Ia juga dimasukkan ke dalam kerja jarum magnet, yang, untuk mengurangi perlawanan gaya gesekan, dipasang pada ujung yang tajam dan dengan demikian menerima kebebasan tambahan untuk berputar.
Hukum yang menjelaskan interaksi medan dengan benda bermuatan
Medan listrik
Gambaran proses yang terjadi di dalam medan listrik diperjelas oleh pekerjaan eksperimental Coulomb, dilakukan dengan muatan titik yang digantungkan pada seutas benang kuarsa yang tipis dan panjang.
Ketika bola bermuatan didekatkan kepada mereka, bola tersebut mempengaruhi posisinya, menyebabkan mereka menyimpang dalam jumlah tertentu. Nilai ini dicatat pada skala perangkat yang dirancang khusus.
Dengan cara ini, gaya aksi timbal balik antar muatan listrik, disebut . Mereka dijelaskan rumus matematika, memungkinkan untuk perhitungan awal perangkat yang dirancang.
Medan magnet
Ini bekerja dengan baik di sini berdasarkan interaksi konduktor dengan arus yang ditempatkan di dalam garis medan magnet.
Untuk mengarahkan gaya yang bekerja pada suatu penghantar yang dialiri arus, digunakan suatu aturan yang menggunakan susunan jari-jari tangan kiri. Keempat jari yang disambung harus diposisikan searah arus, dan garis medan magnet harus masuk ke telapak tangan. Lalu menggembung ibu jari akan menunjukkan arah aksi gaya yang diinginkan.
Gambar grafis bidang
Untuk menunjuknya pada bidang gambar, garis gaya digunakan.
Medan listrik
Untuk menentukan garis tegangan dalam situasi ini, medan potensial digunakan ketika terdapat muatan stasioner. saluran listrik meninggalkan muatan positif dan menuju muatan negatif.
Contoh pemodelan medan listrik adalah penempatan kristal kina dalam minyak. Lagi dengan cara modern dianggap digunakan program komputer desainer grafis.
Mereka memungkinkan Anda membuat gambar permukaan ekuipotensial dan menilai nilai numerik medan listrik, analisis berbagai situasi.
Medan magnet
Untuk kejelasan, mereka menggunakan karakteristik garis bidang pusaran, ketika ditutup oleh satu kontur. Contoh yang diberikan sebelumnya mengenai serbuk baja dengan jelas menggambarkan fenomena ini.
Karakteristik kekuatan
Biasanya mereka diungkapkan besaran vektor, memiliki:
arah tindakan tertentu;
nilai gaya dihitung menggunakan rumus yang sesuai.
Medan listrik
Vektor kuat medan listrik suatu muatan satuan dapat direpresentasikan dalam bentuk gambar tiga dimensi.
Ukurannya:
diarahkan dari pusat muatan;
memiliki dimensi tergantung pada metode perhitungannya;
ditentukan oleh tindakan non-kontak, yaitu pada jarak, sebagai rasio kekuatan akting untuk mengisi daya.
Medan magnet
Tegangan yang timbul pada kumparan dapat dilihat pada gambar berikut.
Garis gaya magnet di dalamnya dari setiap putaran dengan di luar memiliki arah yang sama dan berjumlah. Di dalam ruang interturn mereka diarahkan counter. Karena hal ini, medan internal melemah.
Besarnya tegangan dipengaruhi oleh:
kekuatan arus yang melewati belitan;
jumlah dan kerapatan belitan belitan, yang menentukan panjang aksial kumparan.
Arus yang lebih tinggi meningkat gaya gerak magnet. Selain itu, dalam dua kumparan dengan jumlah yang sama ternyata, tapi kepadatan yang berbeda belitannya, dengan aliran arus yang sama, gaya ini akan lebih tinggi jika letak belitannya lebih dekat.
Dengan demikian, medan listrik dan magnet memiliki perbedaan yang sangat pasti, tetapi merupakan komponen yang saling berhubungan dari satu medan yang sama - elektromagnetik.
Bagian I. Bidang stasioner
Siapa pun dapat menjawab pertanyaan yang diajukan dalam judul dengan setuju. Kalau tidak, bagaimana mungkin sepotong besi tertarik pada magnet, atau bagaimana jarum kompas berbelok ke utara? (MP) telah dipelajari secara eksperimental secara komprehensif, dijelaskan secara ketat secara teoritis, dan kriteria kebenaran gagasan tentangnya adalah praktik. MP memutar rotor motor listrik, menghasilkan tenaga di pembangkit listrik, dan melayani lingkungan kerja dalam elektromagnet, transformator, akselerator partikel bermuatan, dan banyak perangkat lainnya teknologi modern. Bidang ini mengeraskan baja, menghilangkan rongga penyusutan selama peleburan logam, menghancurkan kerak pada ketel uap dan pipa pemanas, serta endapan parafin di pipa minyak. Perlakuan magnetik pada kentang, bibit tanaman, bahan bakar mobil, air biasa, dll. mengarah pada hasil yang luar biasa, tidak dapat dijelaskan ilmu pengetahuan modern. Fenomena “magnetik”, seperti pada Abad Pertengahan, dikelilingi oleh kabut misteri dan hidup berdampingan dengan fenomena magis. Ilmuwan palsu, penipu, dan penipu memanfaatkan hal ini. Jika tabib abad pertengahan mengobati kerusakan dan mata jahat dengan magnet, maka sejumlah lembaga terkemuka di negara itu menjual perangkat magnetoterapi yang konon dapat menyembuhkan ratusan penyakit dengan sifat yang sangat berbeda. Ahli astrologi
didukung secara "ilmiah".
kebenaran
prediksi dampak MF kosmik planet. Banyak penemu tidak dapat hidup tanpa MP mesin gerak abadi,
menjanjikan
tak terbatas
energi yang bebas dan ramah lingkungan. Memutar magnet menciptakan
mitos
batang torsi
Mereka mengolah infus herbal untuk mendapatkan obat ajaib berbagai penyakit. Magnet telah diciptakan untuk melindungi
mudah tertipu
petir Magnetisme menjelaskan mengapa pelat menempel tubuh manusia dan masih banyak fenomena aneh lainnya. Kita merasakan medan magnet dengan tangan kita, membawa sepotong besi ke magnet, dan kita dapat melihat strukturnya dengan mata kita, menggunakan
besi
serbuk gergaji.
Sejak
MP diberikan kepada kita dalam sensasi, diukur dengan instrumen dan digunakan dalam praktik, itu diakui jenis khusus urusan. Dia dikreditkan dengan massa dan energi. Namun, tidak semua yang diberikan kepada kita dalam sensasi itu
tujuan
realitas
urusan. Seseorang memiliki imajinasi yang kaya dan sering merasakan apa yang sebenarnya tidak ada. Mari kita mengingat kekuatan “murni” dan “najis”, goblin, bigfoot, Bigfoot, monster Loch Ness, UFO. Lagi pula, seseorang melihat semua ini, mendengarnya, menyentuhnya dengan tangan, merekamnya dalam foto dan protokol, dan beberapa bahkan terbang dengan piring asing. Para ilmuwan juga sering mengamati hal-hal yang tidak ada –
kuantisasi
voltase
suhu, dingin fusi nuklir, banyak partikel elementer, medan torsi, dll. Mari kita ingat juga kisah flogiston, yang doktrinnya dominan dalam termodinamika
Lomonosov.
Mengalir
“Bahan api” dari kompor yang panas dapat dirasakan dengan jelas saat Anda mendekatkan tangan ke sana. Teori flogiston memberikan gambaran yang akurat
panas
telah dikonfirmasi
praktik. Meskipun demikian, seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan, flogiston harusnya ada
menolak.
memahami
proses termal menjadi lebih ketat, mendalam dan sederhana. Bukankah MP yang konsepnya kita peroleh dari sejarah juga merupakan “flogiston”? Sebenarnya, materi apa yang hilang selama transisi dari kerangka acuan stasioner ke kerangka acuan yang bergerak bersama muatan? Bidang apa lagi kalau tidak ada bahannya sendiri
operator
bersifat magnetis
monopole (genap
dasar
daya tarik
disebabkan oleh arus melingkar)? Dapatkah MF material menyebabkan pembawa muatan pada belitan sekunder transformator bergerak jika tidak terpengaruh secara langsung, dan tetap terlokalisasi di inti besi? Apakah mungkin dijelaskan dari sudut pandang materialistis
deviasi
dibebankan
partikel yang terbang melewati magnet, di luar medan magnetnya (efek Aharonov-Bohm)? Pertanyaan-pertanyaan seperti itu, seperti yang akan ditunjukkan di bawah, bisa jadi
bertanya
orang banyak. Klasik
Elektrodinamika Ampere-Faraday-Maxwell tidak menjawabnya. Berdasarkan keberadaan MF, elektrodinamika
bertentangan
hukum dasar alam. DI DALAM pekerjaan ini akan terlihat bahwa MP tidak ada di alam, itu adalah penemuan kita. Semua fenomena dan efek yang dikaitkan dengan magnetisme adalah murni sifat listrik dan tanpa MP diuraikan lebih tegas, sederhana dan jelas. Oleh
yang ada
ide
memanifestasikan dirinya
tetap
tidak bergerak
efek
interaksi
muatan bergerak, bolak-balik - dalam munculnya EMF dalam sirkuit tertutup. Dampak-dampak ini masing-masing akan dibahas pada bagian pertama dan kedua karya ini. Interaksi muatan titik Istilah stasioner, yaitu konstan terhadap waktu, menciptakan ilusi tentang sesuatu yang tidak berubah dan tidak bergerak.
tidak bergerak
ini penting fenomena dinamis. Dia
dibuat
hanya dengan memindahkan muatan dan hanya terdeteksi oleh muatan tersebut. Dipercaya bahwa MF stasioner terdapat pada muatan listrik yang terbang melewati kita, di sekitar berkas partikel bermuatan dan kabel pembawa arus, di dalam solenoida, dan di kutub magnet permanen. Dalam semua kasus ini
sumber
adalah
bergerak
(Magnet permanen yang terbuat dari feromagnet mengandung molekul arus cincin, dan pada magnet yang terbuat dari superkonduktor - arus makro cincin). Bahkan partikel elementer- elektron, proton, neutron MF karena dalam gerakan memutar materi bermuatan. Bukti
realitas
servis MP stasioner
saat ini
memindahkan muatan listrik. Hal ini dicatat dan diukur dengan pembelokan partikel bermuatan yang terbang, dengan gaya tarik menarik atau tolak menolak kabel pembawa arus,
magnet,
solenoida,
berbelok
jarum magnet,
magnetisasi
zat
polarisasi partikel elementer. Semua kasus ini bermuara pada kekuatan interaksi antara dua muatan yang bergerak, yang akan kita bahas terlebih dahulu. Tetap biaya poin menciptakan medan listrik di ruang sekitarnya, yang intensitas E-nya sama ke segala arah dan berkurang seiring jarak r sebesar 1/r 2. Vektor E diarahkan sepanjang jari-jari, dan permukaan ekuipotensial berbentuk bola c pusat bersama dikenakan biaya (Gbr. 1, a). Interaksi dua biaya stasioner
q 1, q 2 dijelaskan oleh hukum Coulomb: 
dimana -
jarak
biaya,
mutlak permitivitas lingkungan. Dalam hal ini, gaya-gaya F 12 yang bekerja dari sisi muatan pertama pada muatan kedua, dan F 21 - dari sisi muatan kedua pada muatan pertama, adalah sama besar dan berlawanan arah, yaitu sesuai dengan hukum ketiga Newton, gaya aksi sama dengan reaksi. 
Medan muatan bergerak berbeda dengan medan muatan diam (Gbr. 1, b). Permukaan ekuipotensial sudah ada
adalah
konsentris
pusat mereka
menggeser
bergerak
mengenakan biaya. Ini
menyebar
terakhir
kecepatan,
kecepatan
masing-masing berikutnya
dipancarkan
titik-titik di ruang tempat muatan dipindahkan. Karena perbedaan medan muatan bergerak dan muatan diam, gaya interaksi antara muatan bergerak tidak sama dengan Coulomb F k (1), tetapi berbeda: F = F k + F m (jumlahnya di sini adalah vektorial ). Gaya tambahan Fm yang timbul akibat gerak disebut gaya magnet dalam elektrodinamika klasik dan dikaitkan dengan adanya medan magnet pada muatan yang bergerak. Hal ini ditentukan oleh hukum Ampere: 
Yang dimaksud dengan tanda kurung lurus di sini produk vektor, B 1 - diciptakan oleh muatan pertama di lokasi muatan kedua, B 2 - oleh muatan kedua di lokasi muatan pertama, v 1 dan v 2 - kecepatan muatan. Jika
bergerak
sejajar satu sama lain
maka gaya magnet, seperti gaya Coulomb, adalah pusat dan sama dengan kedua muatan, yaitu aksi sama dengan reaksi.
gerak tidak sejajar, gaya F 12M dan F 21M tidak sama besar dan tidak berarah sepanjang garis yang sama. Dan jika muatan-muatan itu bergerak tegak lurus satu sama lain, maka gaya magnet saja yang bekerja
penetralan
kedua (Gbr. 2) Hasil ini bertentangan dengan salah satu hukum dasar alam, yang menyatakan bahwa aksi sama dengan reaksi. Ekspresi gaya magnet (2, 3) juga bertentangan dengan hukum alam fundamental lainnya - prinsip relativitas Galileo, karena gaya bergantung pada kecepatan absolut, tetapi harus didefinisikan secara relatif. memahami kontradiksi ini dan memberi lebih banyak ekspresi kompleks untuk kekuatan itu
lebih jauh
terlupakan. Mengizinkan
kontradiksi klasik
elektrodinamika,
Einstein
mengembangkan teori relativitas, memperkenalkan pengurangan ukuran, pelebaran waktu, dll. untuk benda bergerak. 
Pengenalan gaya magnet dalam elektrodinamika klasik
ternyata
diperlukan
itu tidak memperhitungkan perbedaan antara medan listrik muatan bergerak dan medan muatan diam, dan gaya interaksi
bergerak
dihitung
secara statis
Oleh karena itu, medan listrik muatan yang bergerak ditentukan oleh persamaan statis Maxwell divD =
εE - induksi listrik,
ρ - kepadatan massal mengenakan biaya). Jika Oersted, Ampere, Faraday, Maxwell dan pengikutnya memperhitungkan perbedaan medan listrik yang digambarkan
kebutuhan untuk memperkenalkan MF dan gaya magnet akan hilang. Mari kita tunjukkan ini dengan menggunakan contoh interaksi arus. Medan arus Suatu konduktor yang melaluinya arus listrik searah mengalir tidak bermuatan listrik, karena
positif
banyaknya muatan negatif dan berapa banyak muatan yang masuk pada satu sisi, maka banyak pula yang keluar pada sisi yang lain. Namun, meskipun ada kompensasi biaya, hal ini menciptakan medan listrik di ruang sekitarnya. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa medan pergerakan muatan (elektron dalam logam) sangat baik
tidak bergerak
(positif
ion). Kuat medan suatu penghantar berarus E = E D - E C, di mana E D adalah intensitas yang ditimbulkan oleh muatan yang bergerak, dan E C - muatan statis dengan kepadatan yang sama. Medan listrik suatu rantai muatan stasioner (bermuatan
elektrostatika
sama dengan Ес= τ /(2 πε r), dimana
τ - kerapatan muatan linier. Vektor E C tegak lurus sumbu benang dan berarah sepanjang jari-jari r. Jika rantai muatan bergerak dengan kecepatan v, maka medannya, seperti yang mereka katakan, dibawa kembali oleh angin eterik - ia tertinggal karena kecepatan akhir distribusi c (Gbr. 3). Oleh karena itu ketegangannya 
Perkiraan ini berlaku pada kecepatan v yang jauh lebih rendah daripada kecepatan cahaya c. *) Medan listrik total suatu penghantar berarus dimana I = v τ - arus,
µ adalah permeabilitas magnetik absolut medium. Di sini diperhitungkan bahwa c 2 = 1/(εµ). Meskipun bidang ini ditemukan secara eksperimental (bidang ini sangat kuat
superkonduktor
solenoida,
dimana arus besar mengalir), hal ini tidak dikenali oleh elektrodinamika klasik. Namun, untuk menggambarkan efek yang ditimbulkannya, MF dengan induksi diperkenalkan
menjelaskan
efek
(misalnya interaksi dua arus) dan tidak dapat dijelaskan
Misalnya,
dampak
permanen
pada muatan stasioner, diprediksi oleh (5). Interaksi Arus Pada tahun 1820 Ampere menemukan dua arus kabel paralel dengan arus I 1 dan I 2 tarik menarik jika arus mengalir dalam satu
arah,
bertolak,
arus berlawanan, dengan gaya dimana a adalah jarak antar kabel, l adalah panjangnya. Ia menjelaskan fakta ini melalui interaksi medan magnet arus (6). Pada saat yang sama, Ampere tidak mengetahui keberadaan medan listrik di dekat kabel pembawa arus (5) dan tidak memperhitungkan kekuatan interaksinya. Mari kita lihat apakah gaya yang sama yang diukur secara eksperimental (7) tidak dapat diperoleh hanya dengan memperhitungkan saja
listrik
interaksi
kabel,
tanpa magnet. Yang pasti media gratis kami akan mempertimbangkan biayanya partikel positif. Kekuatan interaksi antara dua kabel dengan arus I 1, I 2 bertambah
komponen: tolakan muatan positif kawat pertama dan muatan positif kawat kedua
daya tarik
negatif terlebih dahulu
positif
F kedua -1+2,
tarik menarik positif pertama dan negatif kedua F +1-2, serta tolak menolak negatif pertama dan negatif kedua F -1-2 (Gbr. 4) - 
Terakhir
komponen
diam
negatif
biaya
bertekad
dari elektrostatika: 
Di mana
τ 2 - kepadatan muatan linier dalam kabel. Gaya-gaya yang tersisa harus dihitung dengan mempertimbangkan pergerakan rantai muatan relatif satu sama lain menurut (4). Dalam hal ini, sesuai dengan prinsip relativitas, kecepatan v harus diambil kecepatan relatif, yaitu untuk F +1-2 v 1, untuk F -1+2 v 2, dan untuk F +1+2 (v 1 -v 2). Hasilnya, setelah mereduksi komponen gaya statis, kita memperoleh. Substitusikan nilai F c menurut (9), ganti dari 2 menjadi 1/(εµ), v 1 τ 1 dengan I 1 dan v 2 τ 2 oleh I 2, kita memperoleh ekspresi Ampere (7) . Tanda minus berarti daya tarik. Jika salah satu arus
balik
arah,
negatif, maka gaya tolak menolaknya akan bertanda plus. Oleh karena itu, untuk menggambarkan interaksi kabel dengan arus, tidak perlu memperkenalkan media perantara - MP. Tanpa kehilangan, seperti yang dilakukan Ampere dan para pengikutnya, medan listrik saat ini, memahami dan menghitung interaksi ini menjadi lebih sederhana, lebih teliti, dan lebih visual. Dalam hal ini, masalah kontradiksi dengan prinsip relativitas dan hukum ketiga Newton hilang. Magnetisasi Seiring
dijelaskan
dengan paksa
efek
MF stasioner memanifestasikan dirinya dalam magnetisasi materi. Magnetisasi adalah perolehan momen magnet oleh suatu benda
p M = q M l, di mana q M adalah muatan magnet positif dan negatif, dan l adalah jarak antara keduanya (Gbr. 5, a). Momen magnet suatu satuan volume suatu zat M = p M / V, dimana V adalah volume benda, disebut
magnetisasi. Hal ini diyakini sebanding dengan ketegangan MF N: koefisien proporsionalitas
disebut kerentanan magnetik suatu zat. Semakin banyak
Semakin baik suatu zat termagnetisasi. Faktanya, tidak ada muatan magnet q M seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5, tetapi tidak ada untuk benda bermagnet. Hanya arus melingkar yang nyata, yang merupakan jumlah vektor dari arus molekul melingkar dan disebut arus Ampere I A
(Gbr. 5, b). Menggantikan gambaran fisik nyata dengan yang termagnetisasi
mitos
dipol magnet(Gbr. 5, a) dimungkinkan karena jumlahnya cukup interlokal dari MF badan B struktur ini hampir identik, dan inilah yang diamati
percobaan. Perbedaan struktur dekat MF hanya diwujudkan dalam eksperimen yang dirancang khusus, di mana, khususnya, ditunjukkan bahwa hal tersebut bersifat dasar
memiliki
bundar
menurut gambar. 5,b, tidak muatan magnetik menurut gambar. 5, sebuah. 
Jika luas alas benda adalah S dan tingginya l, maka sesuai Gambar. 5, dan miliknya momen magnetik p M = MSl, dan menurut Gambar. 5, b p M = SI A. Menyamakan nilai-nilai ini, kita memperoleh bahwa I A = Мl. Jika sekarang kita berpindah dari arus I A ke massa jenisnya per satuan panjang benda J A = I A /l, maka diperoleh Akibatnya,
magnetisasi
yang tidak lebih dari kerapatan linier arus melingkar Ampere. Diketahui bahwa MF stasioner tidak dapat dibuat, sebagaimana dinyatakan oleh relasi (11) elektrodinamika klasik. Hanya bersemangat dengan listrik
kegembiraan
arus melingkar medan listrik harus mempunyai ggl melingkar E, yaitu menjadi pusaran. Hanya jika konduktivitas sirkular G tidak sama dengan nol
Pergi E.B bentuk diferensial persamaan ini terlihat seperti ini: dimana
γ o = G o l/S - lingkaran tertentu konduktivitas listrik
zat,
dimensi 1/(Ohm m) atau S/m. Dari persamaan yang dihasilkan (13) dapat disimpulkan bahwa untuk “memagnetisasi” suatu zat, yang diperlukan bukanlah MF, melainkan medan listrik pusaran yang tidak seragam, yang rotornya (yaitu, dE y / dx - dE x / hari) tidak sama dengan nol. Medan seperti itu diciptakan oleh perangkat magnetisasi - solenoida, magnet. Konduksi melingkar
γ o mencirikan kemampuan suatu zat
"menarik"
yang ada
terminologi), atau lebih tepatnya, untuk menghantarkan arus listrik melingkar. Dalam bahan diamagnetik
γo kecil dan negatif. Dalam paramagnet, di mana terdapat arus melingkar elektron tidak berpasangan yang berorientasi oleh medan listrik pusaran, γ o positif. DI DALAM
feromagnet
Curie terjadi orientasi spontan orbit arus melingkar elektron tidak berpasangan dan Ampere muncul dengan sendirinya, tanpa pengaruh eksternal. Dalam hal ini, o ternyata sama dengan tak terhingga. Artinya feromagnet adalah superkonduktor, tetapi bukan superkonduktor biasa dengan konduktivitas linier tak terhingga, melainkan superkonduktor berbentuk lingkaran dengan arus tak terhingga. arus melingkar. Suhu kritis
superkonduktor feromagnetik
Poin Curie. Oleh karena itu, zat feromagnetik adalah superkonduktor suhu tertinggi. Superkonduktor klasik (yaitu linier) juga demikian
"menarik"
pusaran
medan listrik dan tetap magnet permanen selama yang Anda suka. Namun, arus melingkar yang mengalir di dalamnya bersifat kontinu, dan tidak terdiri dari banyak arus melingkar molekuler, seperti pada feromagnet. KESIMPULAN Jadi, kekuatan interaksi magnetik murni bersifat listrik. Mereka terkait dengan perbedaan antara medan listrik muatan bergerak dan medan listrik diam. Untuk memahami dan menghitungnya, tidak perlu memperkenalkan medan magnet. “Magnetisasi” suatu zat juga tidak berhubungan dengan
bersifat magnetis
dan dengan penuh semangat
arus melingkar
pusaran
listrik
Oleh karena itu feromagnet
adalah
superkonduktor suhu tinggi sepanjang arus melingkar.
Kita tahu dari pengalaman bahwa magnet menarik besi dan magnet lainnya. Ada medan magnet di sekitar mereka. Ketika suatu rangkaian konduktif tertutup memasuki medan ini, dapat timbul arus listrik di dalamnya, yaitu dapat timbul medan listrik.
Fenomena ini dikenal dan disebut induksi elektromagnetik. Namun sejumlah pertanyaan muncul. Apakah medan listrik yang dihasilkan berbeda dengan medan muatan stasioner? Peran apa yang dimainkan oleh konduktor, yaitu apakah medan listrik hanya muncul pada konduktor yang dibawa ke magnet? Atau apakah medan ini ada secara independen dari benda asing, bersama dengan benda magnetis?
Ilmuwan Inggris James Maxwell menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dengan menciptakan teori medan elektromagnetik. Di kelas sembilan, masalah ini hanya dipelajari di garis besar umum, tetapi pada tingkat yang cukup dalam untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan di atas.
Jadi, apa kata fisika tentang medan elektromagnetik?
Telah dibuktikan secara teoritis dan praktis bahwa medan magnet yang berubah seiring waktu menghasilkan medan listrik bolak-balik, dan medan listrik yang berubah seiring waktu berfungsi sebagai sumber medan magnet. Perubahan medan ini bersama-sama membentuk medan elektromagnetik tunggal yang umum.
Sumber medan elektromagnetik adalah muatan listrik yang bergerak dipercepat. Elektron, yang berputar mengelilingi inti atom, bergerak dengan percepatan, masing-masing, mereka menghasilkan medan elektromagnetik yang sama di sekelilingnya.
Ketika elektron bergerak dalam suatu konduktor, membentuk arus listrik, mereka selalu bergerak dengan percepatan, karena mereka berosilasi, yaitu, mereka terus-menerus mengubah arah pergerakannya. Koneksi lemah elektron dengan inti dan kemampuannya untuk bergerak bebas di dalam suatu zat, dan menentukan keberadaan medan elektromagnetik dalam konduktor.
Pada bahan nonkonduktor, elektron terikat lebih kuat pada inti atom, sehingga elektron tidak dapat bergerak bebas di dalam zat, dan medan elektromagnetik, yang diciptakan oleh mereka, dikompensasi oleh inti atom yang bermuatan positif, sehingga zat tetap netral dan tidak menghantarkan arus.
Namun, medan elektromagnetik masing-masing elektron dan proton masih ada dan tidak berbeda dengan medan yang sama pada konduktor. Oleh karena itu, non-konduktor dapat menjadi magnet, seperti rambut dari sisir, dan kemudian menerima arus listrik. Hal ini terjadi ketika, akibat gesekan, sebagian elektron masih meninggalkan atom dan terbentuk muatan yang tidak terkompensasi.
Sekarang kami dapat dengan percaya diri menjawab pertanyaan yang diajukan di atas. Medan listrik muatan diam atau bergerak, serta medan akibat induksi elektromagnetik, tidak berbeda satu sama lain.
Terdapat medan elektromagnetik umum di sekitar magnet, komponen listriknya ada terlepas dari apakah ada konduktor di dekatnya atau tidak. Suatu penghantar yang memasuki medan tersebut sebenarnya hanya merupakan penunjuk medan listrik, dan pembacaan penghantar sebagai penunjuk adalah arus listrik yang timbul di dalamnya.
Konsep Dasar: medan magnet, eksperimen Oersted, garis magnet.
Untuk belajar aksi magnetis arus listrik, kita menggunakan jarum magnet. Jarum magnet mempunyai dua kutub: utara Dan selatan. Garis yang menghubungkan kutub-kutub jarum magnet disebut sumbu.
Mari kita perhatikan percobaan yang menunjukkan interaksi konduktor dengan arus dan jarum magnet. Interaksi ini pertama kali ditemukan pada tahun 1820 oleh ilmuwan Denmark Hans Christian Oersted (Gbr. 1). Pengalamannya adalah nilai yang besar untuk pengembangan doktrin fenomena elektromagnetik.
Gambar.1. Hans Christian Oersted.
Mari kita letakkan konduktor yang terhubung ke rangkaian sumber arus di atas jarum magnet sejajar dengan porosnya (lihat Gambar 2).
Gambar.2. pengalaman Oersted.
Ketika rangkaian ditutup, jarum magnet menyimpang dari posisi semula. Saat rangkaian dibuka, jarum magnet kembali ke tempatnya posisi awal. Artinya konduktor pembawa arus dan jarum magnet saling berinteraksi.
Percobaan yang dilakukan menunjukkan adanya suatu penghantar yang dialiri arus listrik disekitarnya medan magnet. Ia bekerja pada jarum magnet, membelokkannya.
Medan magnet ada di sekitar konduktor yang membawa arus, mis. sekitar muatan listrik yang bergerak. Arus listrik dan medan magnet tidak dapat dipisahkan satu sama lain.
Jadi, di sekitar muatan listrik yang diam hanya terdapat medan listrik, di sekitar muatan yang bergerak, yaitu. arus listrik, ada listrik, Dan medan magnet. Medan magnet muncul di sekitar konduktor ketika arus timbul pada konduktor, sehingga arus harus dianggap sebagai sumber medan magnet. Dalam pengertian ini, kita harus memahami ungkapan “medan magnet arus” atau “medan magnet yang diciptakan oleh arus”.
Keberadaan medan magnet di sekitar penghantar yang membawa arus listrik dapat dideteksi dalam berbagai cara. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan serbuk besi halus.
Dalam medan magnet, serbuk gergaji - potongan kecil besi - menjadi magnet dan menjadi panah magnet. Sumbu setiap panah dalam medan magnet diatur sepanjang arah aksi gaya medan magnet.
Gambar 3 menunjukkan gambar medan magnet konduktor lurus dengan arus. Untuk mendapatkan gambar seperti itu, sebuah konduktor lurus dilewatkan melalui selembar karton. dituangkan ke karton lapisan tipis serbuk besi, nyalakan arus listrik dan kocok sedikit serbuk gergaji. Di bawah pengaruh medan magnet saat ini serbuk besi terletak di sekitar konduktor tidak secara acak, tetapi dalam lingkaran konsentris.
Gambar.3. Garis magnet arus searah.
Garis magnet adalah garis sepanjang sumbu jarum magnet kecil yang terletak pada medan magnet.Arah yang menunjuk Kutub Utara jarum magnet pada setiap titik medan diambil sebagai arah garis magnet.
Rantai yang terbentuk dari serbuk besi dalam medan magnet menunjukkan bentuk garis magnet medan magnet tersebut. Garis magnet medan magnet arus berbentuk lingkaran konsentris tertutup.
Dengan menggunakan garis magnet, akan lebih mudah untuk menggambarkan medan magnet secara grafis. Karena medan magnet ada di semua titik dalam ruang yang mengelilingi konduktor pembawa arus, garis magnet dapat ditarik melalui titik mana pun..
Gambar 3a menunjukkan lokasi jarum magnet di sekitar konduktor pembawa arus. (Konduktor terletak tegak lurus terhadap bidang gambar, arus di dalamnya diarahkan menjauhi kita, yang secara kondisional ditandai dengan lingkaran dengan tanda silang.) Sumbu panah ini dipasang di sepanjang garis magnet arus searah medan magnet. Ketika arah arus dalam suatu konduktor berubah, semuanya jarum magnetis berbelok sebesar 180 0 (Gbr. 3,b; dalam hal ini, arus dalam penghantar diarahkan ke arah kita, yang secara konvensional ditandai dengan lingkaran dengan titik.) Dari percobaan ini kita dapat menyimpulkan bahwa arah garis magnet medan magnet arus berhubungan dengan arah arus pada penghantar.
Medan magnet arus searah. Garis magnet. ()
Buka catatan untuk kelas 8.
Pekerjaan rumah tentang topik ini:
A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik, Fisika 9, Bustard, 2006:§ 56, § 57.
