Sähkö vs magnetismi: ero ja vertailu

Sähkö sisältää sähkövarauksen virtauksen johtimien läpi, jolloin syntyy kenttiä, jotka kohdistavat voimia muihin varauksiin. Magnetismi syntyy liikkuvista sähkövarauksista, luomalla magneettikenttiä, jotka ovat vuorovaikutuksessa muiden magneettien tai liikkuvien varausten kanssa, osoittaen ilmiöitä, kuten induktio ja vetovoima/hylkiminen.

Keskeiset ostokset

1. Sähkö sisältää elektronien virtauksen johtimen läpi, kun taas magnetismi on voima, joka saa tietyt materiaalit houkuttelemaan tai hylkimään toisiaan.
2. Sähkö voi tuottaa magneettikenttiä, kun taas magneetit voivat luoda sähkökenttiä.
3. Sähkö on energiamuoto, kun taas magnetismi on tiettyjen materiaalien ominaisuus.

Sähkö vs. magnetismi

Sähkö on energiamuoto, joka syntyy varautuneiden hiukkasten, kuten elektronien tai ionien, liikkeestä. Magnetismi on ilmiö, joka syntyy sähkövarausten liikkeestä. Voima saa tietyt materiaalit, kuten raudan, houkuttelemaan tai hylkimään toisiaan.

Vertailu Taulukko

Ominaisuus	sähkö	Magnetismi
luonto	Perusvoima, joka liittyy läsnäoloon ja virtaukseen sähkövaraus.	Liikkeeseen liittyvä perusvoima sähkövaraus tai läsnäolo magneettiset momentit.
Aiheuttaa	Liikkuva sähkövaraus (staattinen varaus luo sähkökentän, mutta ei magnetismia).	Liikkuva sähkövaraus (kestomagneetit osoittavat myös magnetismia elektronien sisäisen spinin vuoksi).
Vaikutus	Kohdistaa voimaa muihin varautuneisiin hiukkasiin ja muodostaa sähkökentän.	Kohdistaa voimaa magneettisiin materiaaleihin ja muihin magneetteihin, luo magneettikentän.
Kenttälinjat	Viivat eivät muodosta suljettuja silmukoita, ne osoittavat poispäin positiivisista varauksista ja kohti negatiivisia varauksia.	Viivoja muodostuu aina suljetut silmukat, joka ei koskaan ala tai pääty yhteen pisteeseen.
Vuorovaikutus	Kuten varaukset hylkivät, toisin kuin varaukset houkuttelevat.	Kuten pylväät hylkivät, toisin kuin pylväät vetävät puoleensa.
Sovellukset	Toimii elektroniikassa, valoissa, moottoreissa, generaattoreissa jne.	Käytetään kompasseissa, MRI-laitteissa, kaiuttimissa, sähkömoottoreissa jne.
Mittaus	Mitattu volttia (V), ampeeria (A), kuloni (C), Jne	Mitattu Tesla (T) or gauss (G).

Mikä on sähkö?

Sähkö on perustavanlaatuinen luonnonvoima, joka on välttämätön nyky-yhteiskunnan toiminnalle. Se kattaa laajan joukon ilmiöitä sähkövarauksen virtauksesta sähkömagneettisten kenttien synnyttämiseen ja hyödyntämiseen. Sähkön ymmärtäminen edellyttää syventämistä sen eri komponentteihin ja ilmenemismuotoihin.

Sähkölataus ja sen ominaisuudet

• kvantisointi: Sähkövaraus esiintyy erillisinä yksiköinä, joista pienin on elektronin tai protonin varaus.
• Suojelu: Eristetyissä järjestelmissä kokonaissähkövaraus pysyy vakiona, mikä tarkoittaa, että varausta ei voida luoda tai tuhota.
• Vetovoima ja vastenmielisyys: Vastakkaisen merkin varaukset vetävät toisiaan puoleensa, kun taas samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan. Tämä perusperiaate hallitsee varautuneiden hiukkasten käyttäytymistä.

Sähkökentät ja voimat

• Coulombin laki: Tämä peruslaki määrittää kahden pistevarauksen välisen voiman ja se saadaan käänteisellä neliösuhteella, joka on verrannollinen varausten tuloon ja kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön.
• Superposition periaate: Sähkökentät noudattavat superpositioperiaatetta, mikä tarkoittaa, että minkä tahansa pisteen kokonaissähkökenttä on kaikkien lähellä olevien varausten tuottamien sähkökenttien vektorisumma.

Sähkövirta ja piirit

• Vastus ja johtavuus: Materiaalit vastustavat vaihtelevasti sähkövirran virtausta, jolle on ominaista vastus. Johtavuus on resistanssin käänteisluku ja se mittaa kuinka helposti virta voi kulkea materiaalin läpi.
• Ohmin laki: Tämä perussuhde kertoo, että johtimen läpi kulkeva virta on suoraan verrannollinen sen yli syötettyyn jännitteeseen ja kääntäen verrannollinen sen resistanssiin.
• Sähköpiirit: Piirit ovat reittejä, joiden läpi sähkövirta voi virrata ja jotka koostuvat erilaisista komponenteista, kuten vastuksista, kondensaattoreista ja induktoreista, jotka on yhdistetty toisiinsa johtavilla johtimilla. Nämä piirit muodostavat sähköjärjestelmien selkärangan, mikä mahdollistaa sähkön ohjatun virtauksen ja käytön eri tarkoituksiin.

Mikä on magnetismi?

Magnetismi on luonnon perustavanlaatuinen voima, joka ilmenee houkuttelevina tai vastenmielisinä vuorovaikutuksina esineiden välillä, joilla on magneettisia ominaisuuksia. Sillä on ratkaiseva rooli erilaisissa luonnonilmiöissä ja teknologisissa sovelluksissa kompassin neulojen käyttäytymisestä sähkömoottoreiden ja generaattoreiden toimintaan.

Magneettikentät ja magneettivoimat

• Magneettisen kentän viivat: Magneettikentät esitetään kuvitteellisilla viivoilla, jotka muodostavat suljetun silmukan magneetin tai virtaa kuljettavan johtimen ympärille. Nämä viivat osoittavat magneettisen voiman suunnan, joka kohdistuu hypoteettiseen pohjoiseen magneettinapaan, joka on sijoitettu mihin tahansa kentän kohtaan.
• Magneettiset napat: Sähkövarausten tapaan magneeteilla on navat – pohjoisnapa (pohjoinen napa) ja etelään suuntautuva napa (etelänapa). Toisin kuin sähkövaraukset, magneettiset navat ovat kuitenkin aina pareittain olemassa, eikä luonnossa ole havaittu eristettyjä magneettinapoja (monopoleja).
• Magneettinen voima: Magneettikentän läpi liikkuvat varaukset kokevat magneettisen voiman, joka on kohtisuorassa sekä kentän suuntaan että liikkeensä suuntaan. Tätä voimaa hallitsee Lorentzin voimalaki, ja sillä on ratkaiseva rooli varautuneiden hiukkasten käyttäytymisessä sähkömagneettisissa järjestelmissä.

Magneettiset materiaalit ja indusoitu magnetismi

• Ferromagnetismi: Ferromagneettisilla materiaaleilla on magneettisia domeeneja, alueita, joissa atomin magneettiset momentit ovat kohdakkain. Kun nämä alueet altistetaan ulkoiselle magneettikentälle, ne voivat asettua kohdakkain, mikä johtaa materiaalin nettomagneettiseen momenttiin.
• paramagnetismi: Paramagneettiset materiaalit sisältävät parittomia elektroneja, minkä vuoksi ne vetäytyvät heikosti magneettikentistä. Tämä vetovoima syntyy yksittäisten atomien magneettisten momenttien kohdistamisesta kentän suuntaan.
• Diamagnetismi: Diamagneettisissa materiaaleissa on elektroneja, jotka indusoivat pieniä, tilapäisiä magneettisia momentteja päinvastaiseen suuntaan kuin käytetty magneettikenttä. Tämä vaikutus johtaa heikosti hylkimiseen magneettikentästä.

Magnetismin sovellukset

• Sähkömoottorit ja generaattorit: Sähkömagneettiset periaatteet tukevat sähkömoottoreiden toimintaa, jotka muuttavat sähkön mekaaniseksi energiaksi, ja generaattoreiden, jotka tekevät päinvastoin.
• Magneettikuvaus (MRI): Lääketieteessä MRI-laitteet käyttävät vahvoja magneettikenttiä ja radioaaltoja tuottamaan yksityiskohtaisia ​​kuvia kehon sisäisistä rakenteista, mikä auttaa diagnoosissa ja hoidon suunnittelussa.
• Levytila: Magneettiset materiaalit ovat ratkaisevan tärkeitä tietojen tallentamisessa laitteissa, kuten kiintolevyasemissa ja magneettinauhassa, joissa tiedot on koodattu magneettisten alueiden suunnassa.

Tärkeimmät erot sähkön ja magnetismin välillä

• Voiman luonne:
  • Sähkö sisältää sähkövarauksen virtauksen ja sähkökenttien luomisen, jotka kohdistavat voimia varautuneisiin hiukkasiin.
  • Magnetismi syntyy liikkuvista sähkövarauksista tai materiaalien sisäisistä magneettisista ominaisuuksista, jotka synnyttävät magneettikenttiä, jotka ovat vuorovaikutuksessa muiden magneettien tai liikkuvien varausten kanssa.
• Ilmiöiden lähde:
  • Sähkö syntyy pääasiassa elektronien liikkeestä johtavissa materiaaleissa tai varautuneiden hiukkasten läsnäolosta.
  • Magnetismi syntyy atomien magneettisten momenttien kohdistamisesta materiaaleissa tai sähkövarausten liikkeestä, kuten virran virtauksesta.
• Tapahtumat:
  • Sähkö liittyy ilmiöihin, kuten sähkövirtaan, jännitteeseen, vastukseen ja kapasitanssiin, virtalähteisiin ja järjestelmiin.
  • Magnetismi ilmenee magneettikenttien, magneettivoimien ja magneettisten materiaalien käyttäytymisen kaltaisten ilmiöiden kautta, jotka vaikuttavat varautuneiden hiukkasten liikkeisiin ja materiaalien ominaisuuksiin.
• Vuorovaikutus aineen kanssa:
  • Sähkö on vuorovaikutuksessa aineen kanssa ensisijaisesti sähkövarauksen liikkeen kautta, mikä vaikuttaa johtimiin, eristimiin ja puolijohteisiin.
  • Magnetismi on vuorovaikutuksessa materiaalien kanssa, joilla on magneettisia ominaisuuksia, mikä saa aikaan magnetisoitumisen, houkuttelee tai hylkii magneettisia materiaaleja ja vaikuttaa magneettikenttien läpi liikkuvien varautuneiden hiukkasten käyttäytymiseen.
• Sovellukset:
  • Sähkö antaa voiman monenlaisille teknologioille, mukaan lukien sähköpiirit, elektroniikka, sähköntuotanto ja viestintäjärjestelmät.
  • Magnetismi löytää sovelluksia laitteissa, kuten sähkömoottoreissa, generaattoreissa, magneettikuvauslaitteissa (MRI) ja tiedontallennusjärjestelmissä.

Viitteet

1. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=x58oAwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP1&dq=electricity+and+magnetism&ots=RpUPxRgpZc&sig=XmodXrEBR_aw0etmPhb7CJD3wBo

Viimeksi päivitetty: 03. maaliskuuta 2024