Elektromagnetisme

Elektromagnetisme adalah salah satu kekuatan yang paling penting, karena bersama-sama dengan gravitasi, nuklir kuat dan nuklir lemah, ia adalah bagian dari Kekuatan Fundamental Semesta, yang merupakan kekuatan yang tidak dapat dijelaskan berdasarkan kekuatan lain yang lebih mendasar. Gaya ini hanya memengaruhi benda-benda yang diisi dengan listrik, dan bertanggung jawab atas transformasi kimia dan fisika atom dan molekul. Elektromagnetisme hadir dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam fenomena alami maupun buatan.

Elektromagnetisme

Apa itu elektromagnetisme?

Ketika kita berbicara tentang istilah elektromagnetisme dalam fisika, itu merujuk pada gabungan dari fenomena listrik dan magnetik, serta interaksi dari kedua kekuatan. Ini memiliki efek pada cairan, gas, dan padatan.

Di alam, elektromagnetisme hadir dalam fenomena seperti gelombang radio dari Bima Sakti, radiasi infra merah dari benda-benda pada suhu kamar, cahaya, radiasi ultraviolet dari Matahari, radiasi gamma, lampu utara, dan Australes, antara lain.

Di sisi lain, penerapan elektromagnetisme dalam kehidupan sehari-hari beragam. Demikianlah kasus kompas, yang gerakan jarumnya dihasilkan oleh prinsip-prinsip magnetik kutub dan yang listrik dengan interaksi mekanisme dan gesekan yang berasal. Bel, gitar listrik, motor listrik, transformer, gelombang mikro, pendrives, mikrofon, pesawat terbang, kamera digital, telepon seluler, termometer, setrika, mesin ultrasonik, modem, tomograf, adalah beberapa benda paling terkenal di mana fenomena ini terjadi. dan bahwa, dalam aplikasi praktis, ini mencontohkan apa itu elektromagnetisme.

Apa itu medan elektromagnetik

Ini adalah bidang fisik sensorik di mana partikel-partikel listrik yang dihasilkan oleh benda atau benda bermuatan listrik berinteraksi. Di bidang ini, ada sejumlah energi elektromagnetik. Tetapi untuk lebih memahami konsep itu, penting untuk memahami bagaimana dan mengapa medan listrik dan medan magnet dihasilkan.

Medan listrik terjadi ketika ada perbedaan tegangan dan semakin tinggi itu, semakin besar medan akan ada. Ini, kemudian, adalah ruang di mana gaya listrik bertindak. Mengetahui ruang lingkup medan listrik akan memungkinkan mengetahui tingkat intensitas dan apa yang terjadi pada suatu beban di bagian tertentu bidang tersebut, terlepas dari tidak mengetahui apa yang menyebabkannya.

Untuk bagiannya, medan magnet berasal dari arus listrik, dan semakin besar arus, semakin besar medan. Ini adalah agitasi yang dihasilkan magnet ke daerah di sekitarnya, bagaimana pengaruhnya dan ke arah mana. Ini diwakili oleh garis-garis medan yang membentang dari luar kutub utara ke kutub selatan magnet, dan di dalam dari kutub selatan ke kutub utara. Garis-garis ini tidak akan pernah bersilangan, sehingga mereka terpisah satu sama lain dan dari magnet, sejajar dan singgung ke arah medan pada titik-titik tersebut.

Apa spektrum elektromagnetik

Ini adalah himpunan energi gelombang elektromagnetik, yaitu, untuk semua radiasi elektromagnetik mulai dari mereka yang memiliki panjang gelombang terpendek (sinar-X, sinar gamma), radiasi ultraviolet, radiasi cahaya dan inframerah, hingga mereka yang tertinggi panjang (gelombang radial).

Spektrum suatu benda atau fluida akan menjadi distribusi karakteristik radiasi elektromagnetiknya. Ada teori bahwa batas panjang gelombang terpendek adalah sekitar panjang Planck (ukuran panjang subatomik) dan batas atas dari panjang gelombang panjang adalah ukuran alam semesta itu sendiri, meskipun spektrumnya kontinu dan tak terbatas.

Persamaan Maxwell

Elektromagnetisme

James Maxwell berhasil merumuskan teori elektromagnetik, yang mencakup listrik, magnet, dan cahaya sebagai ekspresi berbeda dari fenomena yang sama. Hipotesis yang dikembangkan oleh fisikawan ini disebut Teori Klasik Radiasi Elektromagnetik .

Dari zaman kuno, para ilmuwan dan orang-orang mengamati dengan fenomena daya tarik elektromagnetik, seperti elektrostatik, magnetisme dan manifestasi lain dalam bidang ini, tetapi tidak sampai abad ke-19, ketika berkat karya ilmuwan yang berbeda, mereka dapat menjelaskan bagian dari potongan-potongan yang membentuk teka - teki elektromagnetisme seperti yang dikenal saat ini.

Maxwell yang menyatukan semuanya menjadi empat persamaan: Hukum Gauss, Hukum Gauss untuk medan magnet, Hukum Faraday dan Hukum Ampere yang digeneralisasi, yang membantu mendefinisikan apa itu elektromagnetisme.

1. Hukum Gauss : menjelaskan bagaimana muatan mempengaruhi medan listrik dan menetapkan bahwa muatan ini adalah sumber medan listrik selama positif, atau tenggelam jika negatif. Oleh karena itu, tuduhan yang sama cenderung menolak dan tuduhan yang berbeda cenderung saling menarik . Hukum ini juga menetapkan bahwa medan listrik akan melemah dengan jarak di bawah hukum kuadrat terbalik (intensitasnya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak ke pusat asal), dan menganugerahinya dengan sifat-sifat geometris.

2. Hukum magnet Gauss : menetapkan bahwa tidak ada sumber atau tenggelam di dalam medan magnet, oleh karena itu, tidak ada muatan magnet . Dengan tidak adanya sumber dan tenggelam, medan magnet yang dihasilkan oleh benda-benda harus menutup sendiri. Itulah sebabnya, jika sebuah magnet terbelah dua, medan magnet akan menutup di daerah di mana ia dipotong, sehingga dua magnet dengan dua kutub masing-masing akan berasal. Ini menunjukkan bahwa monopole di bumi tidak mungkin.

3. Hukum Faraday : dikatakan bahwa jika medan magnet berubah waktu, ia akan mengaktifkannya dengan menutup . Jika meningkat, medan listrik akan berorientasi searah jarum jam, dan jika berkurang, ia akan berorientasi ke arah yang berlawanan. Maka terpenuhi, bahwa tidak hanya muatan dan magnet akan dapat mempengaruhi ladang, tetapi juga di antara mereka, di kedua arah.

Dalam hukum ini, induksi elektromagnetik diamati, yang merupakan produksi arus listrik oleh medan magnet yang bervariasi dengan waktu. Fenomena ini menghasilkan gaya atau tegangan gerak listrik dalam suatu benda yang terpapar pada medan magnet dan, sebagaimana benda tersebut konduktif, arus induksi dihasilkan.

4. Hukum Ampere : menjelaskan bahwa medan listrik dengan muatan bergerak (arus listrik), mengaktifkan medan magnet dengan menutup. Arus listrik sangat berguna, karena magnet buatan dapat dibuat dengan itu, melewati elemen ini melalui kumparan dan, memiliki medan magnet, yang menyebabkan semakin besar intensitas arus, semakin banyak intensitas medan magnet. Jenis magnet ini disebut elektromagnet, dan sebagian besar medan magnet di planet ini dihasilkan dengan cara ini.

Cabang-cabang elektromagnetisme

Elektromagnetisme

Untuk memahami sepenuhnya apa itu elektromagnetisme, seseorang harus memahami berbagai manifestasi yang ada dalam fenomena elektromagnetik ini: elektrostatik, magnetostatik, elektrodinamik, dan magnetisme.

Elektrostatik

Elektrostatik mengacu pada studi tentang fenomena elektromagnetik yang berasal dari benda bermuatan listrik (memiliki muatan berlebih - positif - atau kekurangan - muatan negatif - elektron dalam atom yang menyusunnya) saat diam.

Diketahui bahwa jika benda bermuatan listrik memiliki elektron berlebih dalam atom yang menyusunnya, maka mereka akan memiliki muatan positif, dan akan memiliki muatan negatif ketika kekurangan.

Badan-badan ini mengerahkan kekuatan satu sama lain. Ketika objek bermuatan dikenakan bidang yang dimiliki objek bermuatan lain, ia akan dikenakan gaya yang sebanding dengan besarnya muatannya dan medan pada lokasinya. Polaritas muatan akan memutuskan apakah gaya akan menarik (ketika mereka berbeda) atau menjijikkan (ketika mereka sama). Elektrostatik berguna untuk mempelajari dan mengamati badai.

Daya tarik

Ini adalah fenomena di mana tubuh menarik atau menolak tergantung pada jenis muatan yang mereka miliki. Semua bahan yang ada akan lebih atau kurang dipengaruhi sesuai dengan komposisinya, tetapi magnet yang hanya diketahui di alam adalah magnetit (yang merupakan mineral yang terdiri dari dua oksida besi dan memiliki sifat menarik besi, baja dan badan lainnya).

Magnet memiliki dua area di mana gaya termanifestasi dengan magnitudo yang lebih besar, terletak di ekstrem dan disebut kutub magnet (utara dan selatan).

Sifat mendasar dari interaksi antara magnet adalah bahwa kutub yang sama saling tolak, sedangkan kutub yang berbeda saling menarik. Yaitu, karena efek ini terkait dengan garis-garis medan magnet (dari kutub utara ke kutub selatan), dan ketika dua berlawanan didekati, garis-garis melompat dari satu kutub ke kutub lainnya (mereka menempel) efek ini akan berkurang seiring jarak antara keduanya lebih besar; ketika dua kutub yang sama mendekati, garis-garis mulai menekan ke kutub yang sama, dan jika mereka dikompresi, garis-garis membesar, sehingga kedua magnet tidak dapat mendekati dan saling tolak.

Elektrodinamika

Mempelajari fenomena elektromagnetik benda bermuatan dalam gerakan dan medan, baik magnetik listrik maupun variabel. Di dalamnya, ada tiga subdivisi: klasik, relativistik dan kuantum.

  • Klasik mencakup efek lain, seperti induksi dan radiasi elektromagnetik, magnetisme dan induksi dan motor listrik.
  • Relativis menetapkan bahwa, memiliki pengamat dengan gerakan dari sistem rujukannya, ia akan mengukur efek listrik dan magnetik yang berbeda dari fenomena yang sama, karena medan listrik maupun induksi magnetik tidak berperilaku seperti kuantitas fisik vektor.
  • Quantum menggambarkan interaksi antara boson (partikel yang membawa interaksi) dan fermion (partikel yang membawa materi), dan digunakan untuk menjelaskan struktur atom dan hubungan antara molekul kompleks.

Magnetostatik

Ini adalah studi tentang fenomena fisik di mana medan magnet konstan campur tangan dalam waktu, yaitu, mereka telah diproduksi oleh arus stasioner . Ini termasuk daya tarik yang diberikan magnet dan elektromagnet pada besi dan berbagai logam. Fenomena yang dihasilkan di daerah ini ditandai dengan penciptaan medan magnet di sekitar benda bermagnet yang kehilangan intensitas karena jarak.

Apa itu gelombang elektromagnetik

Mereka adalah gelombang yang tidak membutuhkan media material untuk propagasi mereka, sehingga mereka dapat melakukan perjalanan melalui ruang hampa dan pada kecepatan konstan 299.792 kilometer per detik. Beberapa contoh jenis gelombang ini adalah cahaya, gelombang mikro, sinar-X, dan transmisi televisi dan radio .

Radiasi dari spektrum elektromagnetik menghadirkan difraksi (penyimpangan ketika mendapatkan objek buram) dan interferensi (superposisi gelombang), yang merupakan sifat khas dari gerak gelombang.

Penerapan gelombang elektromagnetik telah berdampak kuat pada dunia telekomunikasi dengan memungkinkan komunikasi nirkabel melalui gelombang radio.

Apa itu radiasi elektromagnetik

Ini adalah propagasi partikel listrik dan magnetik yang berosilasi, dan di mana masing-masing menghasilkan medan (listrik dan magnetik). Radiasi tersebut berasal gelombang yang dapat merambat melalui udara dan ruang hampa: gelombang elektromagnetik.

Direkomendasikan

Internacional
2020
Pembenci
2020
Entitas
2020