Điện từ học

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Điện từ học là ngành vật lý nghiên cứu và giải thích các hiện tượng điện và hiện tượng từ, và mối quan hệ giữa chúng. Ngành điện từ học là sự kết hợp của điện họctừ học bởi điện và từ có mối quan hệ mật thiết với nhau. Điện trường thay đổi sinh ra từ trường và từ trường thay đổi sinh ra điện trường. Thực chất, điện trường và từ trường hợp thành một thể thống nhất, gọi là điện từ trường. Các tương tác điện và tương tác từ gọi chung là tương tác điện từ. Lực xuất hiện trong các tương tác đó là lực điện từ, một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên (bên cạnh lực hấp dẫn, lực hạt nhân mạnhlực hạt nhân yếu).

Trong nhiều trường hợp, điện từ học được dùng để chỉ điện từ học cổ điển bao gồm các lý thuyết cổ điển, phân biệt với các lý thuyết trong điện từ học hiện đại như điện động lực học lượng tử.

Lược sử[sửa | sửa mã nguồn]

Lý thuyết khá chính xác đầu tiên về điện từ học, xuất phát từ nhiều công trình khác nhau của các nhà vật lý trong thể kỷ 19, và thống nhất lại bởi James Clerk Maxwell trong bốn phương trình nổi tiếng, các phương trình Maxwell. Ngoài việc thống nhất các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học đi trước, Maxwell còn chỉ ra rằng ánh sángsóng điện từ. Trong điện từ học cổ điển, điện từ trường tuân thủ các phương trình Maxwell, và lực điện từ tuân theo định luật lực Lorentz.

Điện từ học cổ điển không tương thích với cơ học cổ điển. Các phương trình Maxwell tiên đoán vận tốc ánh sáng không đổi trong mọi hệ quy chiếu. Điều này vi phạm nguyên lý tương đối Galileo, một trụ cột của cơ học cổ điển. Năm 1905, Albert Einstein giải quyết mâu thuẫn bằng thuyết tương đối. Trong lý thuyết này, từ trường chỉ là một hiệu ứng tương đối tính của điện trường tĩnh và không cần nhiều phương trình như các phương trình Maxwell để mô tả.

Cùng năm 1905, Einstein đã giới thiệu hiệu ứng quang điện nói rằng ánh sáng có thể xem như các hạt, sau này gọi là photon, giải thích một hiện tượng không tương thích với điện từ trường cổ điển. Lý thuyết này mở rộng lời giải cho bài toán tai họa tử ngoại của Max Planck năm 1900, một bài toán khác cho thấy điện từ học cổ điển chưa chính xác. Những lý thuyết này đã giúp xây dựng vật lý lượng tử, đặc biệt là điện động lực học lượng tử. Điện động lực học lượng tử, được bắt đầu từ năm 1925 và hoàn thành vào những năm 1940, là một trong những lý thuyết vật lý chính xác nhất ngày nay.

Điện Từ[sửa | sửa mã nguồn]

Điện Từ là một hiện tượng điện sinh từ tìm thấy trong Cuộn từ với vài vòng quấn khi mắc nối với điện trong một mach điện khép kín

Khi Dòng điện đi qua các vòng quấn của một Cuộn từ sẻ tạo ra một điện trường, E. Thay đổi về điện trường trên các vòng quấn tạo ra một từ trường, B, vuông góc với điện trường. Khi không có dòng điện sẻ không có điện trường và sẻ không có từ trường. Vây, Cuộn từ tạo thành từ cộng dây dẫn điện với vài vòng quấn trở thành Nam châm điện khi dòng điện khác 0.

Từ trường trên cuộn từ được thể tính bằng công thức

B = L I

Tính Chất[sửa | sửa mã nguồn]

Từ trường[sửa | sửa mã nguồn]

Khi dẫn điện, Cuộn từ trở thành nam châm điện có từ trường B tỉ lệ với dòng điện và từ dẫn

B = L I

L = μN^2 \frac{l}{A}
L,
μ,
l,
A,

Từ cực[sửa | sửa mã nguồn]

Mọi nam châm đều có hai từ cực ở hai đầu . Từ cực của điện từ trường tùy thuộc vào chiều của dòng điện.

Cực Bắc (+),
Cực Nam (-)

Điện Từ Lực[sửa | sửa mã nguồn]

Điện Từ Lực là Lực Từ phát sinh từ Nam Châm điện

F = B l
I khác 0
B Từ Trường
l Chiều Dài

Điện Cảm ứng từ[sửa | sửa mã nguồn]

Điện Cảm ứng từ là Điện phát sinh từ Nam Châm điện. Bao gồm Điện Cảm ứng từ trên Nam Châm Điện có Từ dung L và Điện Cảm ứng từ trên các vòng quấn của Nam Châm Điện

Điện Từ Cảm trên Nam Châm điện có Từ dung L

V = L \frac{dI}{dt} sao cho I khác 0
B Từ Trường
l Chiều Dài

Điện Từ Cảm trên số vòng quấn N của một Nam Châm điện

-e = N \frac{d\Phi}{dt} sao cho I khác 0
\Phi Từ Trường trên số vòng quấn
N Số vòng quấn

Ứng Dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Nam châm điện[sửa | sửa mã nguồn]

Nam châm vĩnh cửu[sửa | sửa mã nguồn]

Khi để một vật như thanh sắt trong các vòng quấn của cuộn dây dẫn điện, thanh sắt nhiễm từ từ từ trường của cuộn dây dẫn điện và trở thành nam châm. Khi cúp điện và lấy khỏi cuộn dây, thanh sắt vẩn giữ từ tính của một nam châm. Thanh sắt này trở thành nam châm vĩnh cửu.

Biến Điện[sửa | sửa mã nguồn]

Single-phase transformer.svg
\frac{v_s}{V_p} = \frac{- N_s \frac{d \Phi}{dt}}{- N_p \frac{d \Phi}{dt}}
\frac{v_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}

Máy Quay Vòng[sửa | sửa mã nguồn]

Hawkins Electrical Guide - Figure 292 - Eddy currents in a solid armature.jpg
Hawkins Electrical Guide - Figure 293 - Armature core with a few laminations showing effect on eddy currents.jpg

Máy Phát Điện[sửa | sửa mã nguồn]

Alternator 1.svg

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]