Electromagnetismul este acea ramura a fizicii care studiaza sarcinile electrice si magnetice, campurile create de acestea (electric si magnetic), legile care descriu interactiunile dintre acestea.

Ramurile principale ale electronagnetismului sunt:

    * Electrostatica, care se ocupa cu studiul sarcinilor electrice aflate in repaus si al campurilor generate de acestea.
    * Electrodinamica, care se ocupa cu studiul sarcinilor aflate in miscare, precum si al campurilor generate de acestea.
    * Magnetismul, care se ocupa cu studiul campului magnetic.

Istoric

Desi grecii antici cunosteau proprietatile electrostatice ale chihlimbarului, iar chinezii puteau face magneti bruti din pietre magnetice (cca 2700 i.Hr.), pana la sfarsitul secolului al XVIII-lea nu s-au realizat experimente asupra fenomenelor electrice si magnetice documentate.

In 1785 fizicianul francez Charles-Augustin de Coulomb a fost primul care a confirmat pe cale experimentala faptul ca sarcinile electrice se atrag sau se resping pe baza unei legi similare cu cea a gravitatiei.

Matematicienii Simeon Denis Poisson si Carl Friedrich Gauss au dezvoltat o teorie cu privire la distribuirea arbitrara a sarcinilor electrice.

O particula incarcata cu o sarcina pozitiva atrage o particula incarcata negativ, tinzand sa accelereze spre aceasta.

Daca aceasta intampina rezistenta din partea mediului prin care trece, viteza sa se micsoreaza iar mediul sufera o incalzire.

Posibilitatea de a mentine un flux electric ce ar continua sa conduca particulele incarcate cu sarcini a fost observata de fizicianul italian Alessandro Volta in 1800. Clasica teorie a unui circuit simplu presupune ca cele doua borne ale unei baterii sa fie incarcate cu sarcini diferite, ca o consecinta a proprietatilor interne ale acesteia.

Cand cele doua borne sunt conectate printr-un conductor, particulele incarcate negativ vor fi "impinse" spre borna pozitiva iar acest proces va incalzi firul, acesta opunand rezistenta miscarii. Cand particulele ajung la borna pozitiva, bateria le va forta in interior spre borna negativa, invingand fortele de rezistenta formulate in legea lui Coulomb.

Fizicianul german Georg Simon Ohm a descoperit existenta unei constante a conductorului, ca proportie intre intensitatea si rezistenta acestuia.

Legea lui Ohm nu este universal valabila in fizica, ci mai degraba descrie caracteristicile unel clase limitate de materiale solide.

Primele concepte asupra magnetismlui bazate pe existenta a doi poli magnetici au aparut in secolul XVII si in mare parte datorita experimentelor lui Coulomb.

Prima legatura intre magnetism si electricitate a fost facuta prin intermediul experimentelor fizicianului danez Hans Christian Oersted, care in 1819 a descoperit ca un ac magnetic poate fi deviat cu ajutorul unui conductor sub tensiune electrica.

La o saptamana de la aflarea acestei descoperiri, cercetatorul francez Andre Marie Ampere va demonstra ca doi conductori purtatori de curent electric se vor comporta ca si cei doi poli ai unui magnet.

In 1831 fizicianul si chimistul englez Michael Faraday a descoperit ca un curent electric poate fi indus intr-un fir si fara conectarea acestuia la o baterie, fie prin miscarea unui magnet, fie prin plasarea altui conductor cu un curent variabil in vecinatatea conductorului in care se doreste generat curentul.

Legatura dintre electricitate si magnetism poate fi cel mai bine redata in termeni asociati campului magnetic sau fortei ce va actiona intr-un anume punct asupra unei sarcini electrice.

Sarcinile electrice stationare produc campuri elctrice; curentii – sarcini electrice mobile – produc campuri magnetice.

Aceste descoperiri au fost redate intr-o forma precisa de catre fizicianul englez James Clerk Maxwell care in descompunerea ecuatiilor diferentiale care ii poarta numele a gasit relatia dintre locul si perioada schimbarii campurilor electrice si magnetice intr-un anumit punct si respectiv sarcina si densitatea curentului in acel punct.

In principiu, aceste ecuatii permit determinarea intensitatii campului oriunde si in orice moment printr-o cunoastere a sarcinilor electrice si a curentilor.

Un rezultat neasteptat obtinut prin descoperirea acestor ecuatii a fost intuirea unui nou tip de camp magnetic, care se propaga cu viteza luminii sub forma undelor electromagnetice. In 1887 fizicianul german Heinrich Rudolf Hertz a reusit sa genereze asemenea unde, punand astfel bazele transmisiilor de radio, radar, televiziune si altor forme de telecomunicatii.

Proprietatile campurilor magnetice si electrice ale acestor unde sunt similare cu cele ale unei sfori lungi, intinse, al carei capat este miscat foarte repede in sus si in jos.

In orice punct ales, sfoara va fi observata ca osciland cu aceeasi frecventa si respectiv cu aceeasi perioada ca si sursa. Punctele alese de-a lungul sforii la diferite distante de sursa vor ajunge in punctul maxim pe axa verticala intr-un sistem cartezian la momente diferite in timp.

Viteza cu care se propaga miscarea verticala de-a lungul sforii din analogia precedenta se numeste viteza undei electromagnetice in cazul acesteia, ea fiind o functie de spatiu, masa si tensiune electrica. Un instantaneu asupra sforii (dupa ce a fost in miscare) va arata puncte avand aceeasi dispunere si miscare, separate de o distanta numita lungimea de unda. Aceasta este egala cu viteza undei raportata la frecventa.

Marimi si unitati

 

 

Simbol marime	Marimea electrica	Unitatea de masura (UM)	Simbol UM	Transformare in UM fundamentale
I	Intensitatea curentului electric	amper	A	A = W/V = C/s
q	Cantitate de electricitate	coulomb	C	A·s
U	Diferenta de potential; Forta electromotoare	volt	V	J/C = kg·m2·s−3·A−1
R, Z, X	Rezistenta, Impedanta, Reactanta	ohm	Ω	V/A = kg·m2·s−3·A−2
ρ	Rezistivitate	ohm metru	Ω·m	kg·m3·s−3·A−2
P	Putere electrica	watt	W	V·A = kg·m2·s−3
		C	Capacitate electrica	farad
F	C/V = kg−1·m−2·A2·s4	1 / farad	F−1	V/C = kg·m2·A−2·s−4
ε	Permitivitate	farad pe metru	F/m	kg−1·m−3·A2·s4
χe	Susceptibilitate electrica	(adimensional)	-	-
G, Y, B	Conductanta, Admitanta, Susceptanta	siemens	S	Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2
σ	Conductivitate	siemens pe metru	S/m	kg−1·m−3·s3·A2
H	Camp magnetic, Intensitatea campului magnetic	amper pe metru	A/m	A·m−1
Φm	Flux magnetic	weber	Wb	V·s = kg·m2·s−2·A−1
B	Densitatea fluxului magnetic, Inductie magnetica, Forta campului magnetic	tesla	T	Wb/m2 = kg·s−2·A−1
	Reluctanta	amper pe weber	A/Wb	kg−1·m−2·s2·A2
L	Inductanta	henry	H	Wb/A = V·s/A = kg·m2·s−2·A−2
μ	Permeabilitate	henry pe metru	H/m	kg·m·s−2·A−2
χm	Susceptibilitate magnetica	(adimensional)	-	-

 

Sursa: Wikipedia