میدان الکتریکی در مقابل میدان مغناطیسی
میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی خطوط نامرئی نیروهایی هستند که توسط پدیده هایی مانند مغناطیس زمین، طوفان های رعد و برق و استفاده از الکتریسیته ایجاد می شوند. امکان وجود یکی بدون دیگری وجود دارد، اما به طور معمول، زمانی که میدان مغناطیسی ایجاد می شود، میدان الکتریکی وجود دارد. الکترومغناطیس بخشی از فیزیک است که میدان های الکتریکی و میدان های مغناطیسی را مطالعه می کند.
میدان الکتریکی
ناحیه ای که یک ذره باردار الکتریکی را احاطه کرده است، میدان الکتریکی آن نامیده می شود و این میدان بر سایر ذرات باردار نیرو وارد می کند. میدان الکتریکی هم کمیت و هم جهت دارد و به این ترتیب یک کمیت برداری است.بر حسب نیوتن بر کولن (N/C) بیان می شود. بزرگی هر میدان الکتریکی در هر نقطه، نیرویی است که بر بار مثبت 1 درجه سانتیگراد در آن نقطه ای که جهت نیرو تعیین کننده جهت میدان است، وارد می کند. می گوییم میدان الکتریکی در ناحیه ای در اطراف ذرات باردار متحرک وجود دارد. ذراتی که بار الکتریکی ندارند هیچ میدان الکتریکی تولید نمی کنند. اگر میدان الکتریکی یکنواختی وجود داشته باشد، ذرات باردار الکتریکی به طور یکنواخت در جهت میدان حرکت خواهند کرد، در حالی که ذرات خنثی اینگونه نیستند.
میدان مغناطیسی
یک ذره باردار الکتریکی و متحرک نه تنها در اطراف خود میدان الکتریکی دارد، بلکه میدان مغناطیسی نیز دارد. علیرغم اینکه موجودیت های مجزا هستند، اما ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند. این باعث ایجاد یک رشته مطالعاتی به نام الکترومغناطیس شده است. بارهای متحرک دارای میدان الکتریکی تمایل به تولید جریان الکتریکی دارند. هر زمان که جریان الکتریکی وجود داشته باشد، می توانیم فرض کنیم که یک میدان مغناطیسی وجود دارد.دو میدان جداگانه اما مرتبط وجود دارد که به آنها میدان مغناطیسی می گویند. مانند میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی نیز یک کمیت برداری است. نیرویی که میدان مغناطیسی بر ذرات باردار متحرک وارد می‌کند بر حسب نیروی لورنتس بیان می‌شود.
رابطه بین میدان های الکتریکی و مغناطیسی با استفاده از معادلات ماکسول بیان می شود. جیمز کلارک ماکسول فیزیکدانی بود که معادلاتی برای توضیح میدان های الکتریکی و مغناطیسی ایجاد کرد.
میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در زوایای قائم نسبت به یکدیگر نوسان می کنند. امکان داشتن میدان الکتریکی بدون میدان مغناطیسی، مانند الکتریسیته ساکن، وجود دارد. به طور مشابه، می توان میدان مغناطیسی بدون میدان الکتریکی مانند آهنربای دائمی داشت.
خلاصه
• میدان های الکتریکی و مغناطیسی در زمینه مطالعات فیزیک به نام الکترومغناطیس مورد مطالعه قرار می گیرند.
• هر دو موجودیت مجزا هستند اما ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند.
• میدان الکتریکی ناحیه احاطه کننده یک ذره باردار الکتریکی متحرک است که میدان مغناطیسی نیز تولید می کند.
• رابطه بین میدان های الکتریکی و مغناطیسی با استفاده از معادلات ماکسول بیان می شود.
• میدان های الکتریکی و مغناطیسی عمود بر یکدیگر هستند.
