Electromagnetism

Electromagnetism

Scurt istoric

Descoperirea relatiei dintre magnetism si electricitate a fost facuta, precum multe alte descoperiri stiintifice, aproape din intamplare. In 1820, pe cand preda un curs despre posibilitatea existentei unei relatii dintre electricitate si magnetism, fizicianul danez Hans Christian Oersted a demonstrat pana la urma experimental acest lucru in fata intregii clase! Introducand un curent electric printr-un fir suspendat deasupra unui compas magnetic, Oersted a reusit sa produca o miscare clara a acului compasului ca si raspuns la trecerea curentului. Ceea ce a inceput ca si ipoteza la inceputul orei s-a transformat in realitate pana la sfarsitul ei, iar Oersted a trebuit sa-si revizuiasca notitele pentru urmatoarele cursuri! Descoperirea sa accidentala a deschis drumul spre o noua ramura a stiintei: electromagnetismul.

Regula mainii stangi

Experimente detaliate au aratat ca orientarea campului magnetic produs de un curent electric este tot timpul perpendiculara directiei de curgere. O metoda simpla de exemplificare a acestei relatii este regula mainii stangi. Aceasta regula spune ca liniile campului magnetic produs de curentul electric printr-un fir sunt orientate in directia degetelor de la mana stanga, atunci cand acestea sunt inchise iar degetul mare este orientat in directia curentului.

Liniile campului magnetic incercuiesc conductorul de curent si nu au un pol "nord" sau "sud" bine definit. In acest caz insa, forta campului este foarte slaba, pentru valori normale ale curentului, fiind capabila sa deplaseze acul unui compas, de exemplu, dar nu mai mult de atat.

Asezarea conductorului sub forma de bucle

Pentru a crea un camp magnetic mai puternic (forta si flux mai mare) cu aceeasi valoare a curentului electric, putem forma o serie de bucle cu ajutorul firului; in jurul acesteia, campurile magnetice se vor uni pentru a forma un camp magnetic mai puternic cu o polaritate nord-sud bine definita.

Valoarea fortei magnetice generate de o astfel de bucla este proportionala cu produsul dintre valoarea curentului prin fir si numarul efectiv de bucle formate. Aceasta forta este denumita forta magnetomotoare (mmf) si este similara fortei electromotoare (E) dintr-un circuit electric.

Electromagnetul

Un electromagnet este un conductor electric construit special pentru generarea campului magnetic la trecerea curentului prin el. Desi toti conductori produc camp magnetic la trecerea curentului prin ei, un electromagnet este construit special pentru maximizarea efectului si utilizarea acestuia intr-un anumit scop. Electromagnetii sunt folositi in industrie, cercetare, aparatura medicala si bunuri de larg consum.

Probabil ca cel mai bun exemplu de utilizare al electromagnetilor este motorul electric.

Releul

Un alt exemplu este releul, un intrerupator controlat pe cale electrica. Daca mecanismul unui intrerupator este construit astfel incat sa poata fi actionat (inchis si deschis) prin aplicarea unui camp magnetic, iar electromagnetul este plasat in apropierea acestuia pentru a produce campul necesar, este posibila inchiderea si deschiderea intrerupatorului prin aplicarea unui curent prin acesta. In principiu, acesta este un dispozitiv ce controleaza electricitatea cu ajutorul electricitatii:

Intrerupatoarele pot fi construite pentru a actiona multiple contacte, sau pentru a functiona "invers" (deschiderea contactelor la trecerea curentului prin electromagnet si inchiderea lor la incetarea campului magnetic):