Eletromagnetismo
Eletromagnetismo , Ciência de carga e das forças e campos associados à carga. Eletricidade e magnetismo são dois aspectos do eletromagnetismo.
Por muito tempo, pensou-se que eletricidade e magnetismo eram forças separadas. Não foi até o século 19 que eles foram finalmente tratados como fenômenos inter-relacionados. Em 1905 Albert Einstein A teoria da relatividade especial estabeleceu, sem sombra de dúvida, que ambos são aspectos de um fenômeno comum. Em um nível prático, entretanto, as forças elétricas e magnéticas se comportam de maneira bem diferente e são descritas por diferentes equações. As forças elétricas são produzidas por cargas elétricas em repouso ou em movimento. As forças magnéticas, por outro lado, são produzidas apenas por cargas em movimento e agem somente sobre cargas em movimento.
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Fenômenos elétricos ocorrem mesmo em matéria neutra, pois as forças atuam sobre o indivíduo carregado constituintes . A força elétrica em particular é responsável pela maioria das propriedades físicas e químicas de átomos e moléculas . É extremamente forte em comparação com gravidade . Por exemplo, a ausência de apenas um elétron de cada bilhão de moléculas em duas pessoas de 70 quilogramas (154 libras) em pé de dois metros (dois metros) de distância os repeliria com uma força de 30.000 toneladas. Em uma escala mais familiar, fenômenos elétricos são responsáveis pelarelâmpagoe trovões acompanhando certas tempestades.
Forças elétricas e magnéticas podem ser detectadas em regiões chamadas elétrico e campos magnéticos. Esses campos são fundamentais por natureza e podem existir no espaço longe da carga ou corrente que os gerou. Notavelmente, os campos elétricos podem produzir campos magnéticos e vice-versa, independentemente de qualquer carga externa. Um campo magnético variável produz um campo elétrico , como o físico inglês Michael Faraday descobriu em trabalhos que forma a base de energia elétrica geração. Por outro lado, um campo elétrico variável produz um campo magnético, como o físico escocês James Clerk Maxwell deduzida. As equações matemáticas formuladas por Maxwell incorporaram luz e aceno fenômenos em eletromagnetismo. Ele mostrou que os campos elétricos e magnéticos viajam juntos através do espaço como ondas de radiação eletromagnética , com os campos em mutação sustentando-se mutuamente. Exemplos de ondas eletromagnéticas viajando através do espaço independentemente da matéria são ondas de rádio e televisão, microondas, raios infravermelhos, visíveis luz , luz ultravioleta , Raios-X e raios gama . Todas essas ondas viajam na mesma velocidade, ou seja, o velocidade da luz (cerca de 300.000 quilômetros, ou 186.000 milhas, por segundo). Eles diferem um do outro apenas no frequência em que seus campos elétricos e magnéticos oscilam.
As equações de Maxwell ainda fornecem uma descrição completa e elegante do eletromagnetismo até, mas não incluindo, a escala subatômica. A interpretação de sua obra, porém, foi ampliada no século XX. De Einstein relatividade especial teoria fundiu campos elétricos e magnéticos em um campo comum e limitou a velocidade de toda a matéria à velocidade da radiação eletromagnética. Durante o final da década de 1960, os físicos descobriram que outras forças na natureza têm campos com uma estrutura matemática semelhante à do campo eletromagnético. Essas outras forças são a força forte, responsável pela energia lançado em fusão nuclear , e as força fraca , observada na decadência radioativa de núcleos atômicos instáveis. Em particular, as forças fracas e eletromagnéticas foram combinadas em uma força comum chamada força eletrofraca. O objetivo de muitos físicos de unir todas as forças fundamentais, incluindo a gravidade, em uma grande teoria unificada não foi alcançado até agora.
Um aspecto importante do eletromagnetismo é a ciência da eletricidade, que se preocupa com o comportamento de agregados de carga, incluindo a distribuição de carga dentro da matéria e o movimento de carga de um lugar para outro. Diferentes tipos de materiais são classificados como condutores ou isolantes com base no fato de as cargas poderem se mover livremente através de seus constituir matéria. A corrente elétrica é a medida do fluxo de cargas; as leis que regem as correntes na matéria são importantes em tecnologia, particularmente na produção, distribuição e controle de energia.
O conceito de voltagem, como o de carga e corrente, é fundamental para a ciência da eletricidade. A tensão é uma medida do propensão de carga para fluir de um lugar para outro; cargas positivas geralmente tendem a se mover de uma região de alta tensão para uma região de baixa tensão. Um problema comum em eletricidade é determinar a relação entre voltagem e corrente ou carga em uma determinada situação física.
Este artigo procura fornecer uma compreensão qualitativa do eletromagnetismo, bem como uma apreciação quantitativa das magnitudes associadas aos fenômenos eletromagnéticos.
Fundamentos
A vida moderna cotidiana é permeada por fenômenos eletromagnéticos. Quando uma lâmpada é ligada, uma corrente flui através de um filamento fino na lâmpada, e a corrente aquece o filamento a uma temperatura tão alta que ele brilha, iluminador seus arredores. Relógios elétricos e conexões conectam dispositivos simples desse tipo em sistemas complexos, como semáforos, que são cronometrados e sincronizados com a velocidade do fluxo veicular. Rádio e televisão conjuntos recebem informações transportadas por ondas eletromagnéticas viajando através do espaço no velocidade da luz . Para começar um automóvel , as correntes em um motor de partida elétrico geram campos magnéticos que giram o eixo do motor e acionam os pistões do motor para comprimir uma mistura explosiva de Gasolina e ar; a faísca que inicia a combustão é uma descarga elétrica, que constitui um fluxo momentâneo de corrente.
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