Ηλεκτρικό πεδίο εναντίον Μαγνητικού Πεδίου
Το ηλεκτρικό πεδίο και το μαγνητικό πεδίο είναι αόρατες γραμμές δυνάμεων που δημιουργούνται από φαινόμενα όπως ο μαγνητισμός της Γης, οι καταιγίδες και η χρήση ηλεκτρισμού. Είναι δυνατό να έχουμε το ένα χωρίς το άλλο, αλλά κανονικά, υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο όταν δημιουργείται μαγνητικό πεδίο. Ο ηλεκτρομαγνητισμός είναι εκείνο το μέρος της Φυσικής που μελετά τα ηλεκτρικά πεδία και τα μαγνητικά πεδία.
Ηλεκτρικό πεδίο
Μια περιοχή που περιβάλλει ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο ονομάζεται ηλεκτρικό του πεδίο και αυτό το πεδίο ασκεί δύναμη σε άλλα φορτισμένα σωματίδια. Το ηλεκτρικό πεδίο έχει και ποσότητα και κατεύθυνση και ως τέτοιο είναι ένα διανυσματικό μέγεθος. Εκφράζεται σε Newtons ανά Coulomb (N/C). Το μέγεθος οποιουδήποτε ηλεκτρικού πεδίου σε οποιοδήποτε σημείο είναι η δύναμη που ασκεί σε ένα θετικό φορτίο 1C σε εκείνο το σημείο όπου η κατεύθυνση της δύναμης καθορίζει την κατεύθυνση του πεδίου. Λέμε ότι υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο σε κάποια περιοχή γύρω από κινούμενα φορτισμένα σωματίδια. Τα σωματίδια που δεν είναι ηλεκτρικά φορτισμένα δεν παράγουν ηλεκτρικό πεδίο. Εάν υπάρχει ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο, τα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια θα κινούνται ομοιόμορφα κατά μήκος της κατεύθυνσης του πεδίου, ενώ τα ουδέτερα σωματίδια όχι.
Μαγνητικό πεδίο
Ένα ηλεκτρικά φορτισμένο και κινούμενο σωματίδιο όχι μόνο έχει ηλεκτρικό πεδίο στο περιβάλλον του, αλλά έχει και μαγνητικό πεδίο. Παρά το γεγονός ότι είναι ξεχωριστές οντότητες, συνδέονται στενά μεταξύ τους. Αυτό οδήγησε σε ένα ολόκληρο πεδίο μελέτης γνωστό ως ηλεκτρομαγνητισμός. Τα κινούμενα φορτία που έχουν ηλεκτρικό πεδίο τείνουν να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα. Όποτε υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα μπορούμε να υποθέσουμε ότι υπάρχει μαγνητικό πεδίο. Υπάρχουν δύο ξεχωριστά αλλά σχετικά πεδία που αναφέρονται ως μαγνητικό πεδίο. Όπως το ηλεκτρικό πεδίο, το μαγνητικό πεδίο είναι επίσης διανυσματική ποσότητα. Η δύναμη που ασκεί ένα μαγνητικό πεδίο στα κινούμενα φορτισμένα σωματίδια εκφράζεται ως δύναμη Lorentz.
Η σχέση μεταξύ ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων εκφράζεται χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις του Maxwell. Ο Τζέιμς Κλαρκ Μάξγουελ ήταν ο φυσικός που ανέπτυξε εξισώσεις για να εξηγήσει τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.
Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία ταλαντώνονται σε ορθή γωνία μεταξύ τους. Είναι δυνατόν να υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο χωρίς μαγνητικό πεδίο, όπως στον στατικό ηλεκτρισμό. Ομοίως, είναι δυνατό να έχουμε μαγνητικό πεδίο χωρίς ηλεκτρικό πεδίο όπως στην περίπτωση ενός μόνιμου μαγνήτη.
Σύνοψη
• Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία μελετώνται σε ένα πεδίο μελέτης της φυσικής γνωστό ως ηλεκτρομαγνητισμός.
• Και οι δύο είναι ξεχωριστές οντότητες αλλά στενά συνδεδεμένες μεταξύ τους.
• Ηλεκτρικό πεδίο είναι η περιοχή που περιβάλλει ένα κινούμενο ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο το οποίο παράγει επίσης ένα μαγνητικό πεδίο.
• Η σχέση μεταξύ ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων εκφράζεται χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις του Maxwell.
• Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία είναι κάθετα μεταξύ τους.
