Elektricitet naspram magnetizma: razlika i usporedba

Elektricitet uključuje protok električnog naboja kroz vodiče, stvarajući polja koja djeluju sile na druge naboje. Magnetizam proizlazi iz pokretnih električnih naboja, stvarajući magnetska polja koja su u interakciji s drugim magnetima ili pokretnim nabojima, pokazujući fenomene poput indukcije i privlačenja/odbijanja.

Ključni za poneti

1. Elektricitet uključuje protok elektrona kroz vodič, dok je magnetizam sila koja uzrokuje da se određeni materijali međusobno privlače ili odbijaju.
2. Električna energija može proizvesti magnetska polja, dok magneti mogu stvoriti električna polja.
3. Električna energija je oblik energije, dok je magnetizam svojstvo određenih materijala.

Elektricitet protiv magnetizma

Elektricitet je oblik energije koji proizlazi iz kretanja nabijenih čestica, poput elektrona ili iona. Magnetizam je pojava koja nastaje kretanjem električnih naboja. Sila uzrokuje da se određeni materijali, poput željeza, međusobno privlače ili odbijaju.

Tabela za usporedbu

svojstvo	elektricitet	Magnetizam
Priroda	Temeljna sila povezana s prisutnošću i protokom električno punjenje.	Osnovna sila povezana s kretanjem električno punjenje ili prisutnost magnetski momenti.
Izazvati	Pokretni električni naboj (statički naboj stvara električno polje, ali ne i magnetizam).	Pokretni električni naboj (permanentni magneti također pokazuju magnetizam zbog intrinzičnog spina elektrona).
Posljedica	Djeluje silom na druge nabijene čestice i stvara električno polje.	Djeluje silom na magnetske materijale i druge magnete, stvara magnetsko polje.
Linije polja	Linije ne tvore zatvorene petlje, one su okrenute od pozitivnih prema negativnim nabojima.	Linije se uvijek formiraju zatvorene petlje, nikad ne počinjući niti završavajući u jednoj točki.
Interakcija	Kao naboji odbijaju, za razliku od naboja privlače.	Kao motke odbijaju, za razliku od motki privlače.
Aplikacije	Napaja elektroniku, svjetla, motore, generatore itd.	Koristi se u kompasima, MRI uređajima, zvučnicima, električnim motorima itd.
Mjerenje	Mjereno u volti (V), ampera (A), kuloni (C), Itd	Mjereno u Tesla (T) or gaus (G).

Što je električna energija?

Električna energija je temeljna sila prirode, neophodna za funkcioniranje modernog društva. Obuhvaća široku lepezu fenomena, od protoka električnog naboja do stvaranja i korištenja elektromagnetskih polja. Razumijevanje elektriciteta uključuje proučavanje njegovih različitih komponenti i manifestacija.

Električni naboj i njegova svojstva

• kvantizacija: Električni naboj postoji u diskretnim jedinicama, pri čemu je najmanja jedinica naboj elektrona ili protona.
• Konzervacija: U izoliranim sustavima, ukupni električni naboj ostaje konstantan, što znači da se naboj ne može stvoriti ili uništiti.
• Privlačenje i odbijanje: Naboji suprotnog predznaka se međusobno privlače, dok se naboji istog predznaka međusobno odbijaju. Ovo temeljno načelo upravlja ponašanjem nabijenih čestica.

Električna polja i sile

• Coulombov zakon: Ovaj temeljni zakon kvantificira silu između dva točkasta naboja i dan je obrnutim kvadratnim odnosom proporcionalnim umnošku naboja i obrnuto proporcionalnim kvadratu udaljenosti između njih.
• Načelo superpozicije: Električna polja poštuju načelo superpozicije, što znači da je ukupno električno polje u bilo kojoj točki vektorski zbroj električnih polja koje proizvode svi naboji u blizini.

Električna struja i strujni krugovi

• Otpor i vodljivost: Materijali pokazuju različite stupnjeve otpora protoku električne struje, karakterizirani otporom. Vodljivost je recipročna vrijednost otpora i mjeri koliko lako struja može teći kroz materijal.
• Ohmov zakon: Ovaj temeljni odnos kaže da je struja koja teče kroz vodič izravno proporcionalna naponu koji se primjenjuje preko njega i obrnuto proporcionalna njegovom otporu.
• Električni krugovi: Krugovi su putevi kroz koje može teći električna struja, a sastoje se od različitih komponenti kao što su otpornici, kondenzatori i induktori, međusobno povezani vodljivim žicama. Ovi krugovi čine okosnicu električnih sustava, omogućujući kontrolirani protok i korištenje električne energije u različite svrhe.

Što je magnetizam?

Magnetizam je temeljna sila prirode koja se očituje kao privlačne ili odbojne interakcije između objekata s magnetskim svojstvima. Ima presudnu ulogu u raznim prirodnim fenomenima i tehnološkim primjenama, od ponašanja igala kompasa do rada elektromotora i generatora.

Magnetska polja i magnetske sile

• Linije magnetskog polja: Magnetska polja su predstavljena zamišljenim linijama koje tvore zatvorene petlje oko magneta ili vodiča kroz koji teče struja. Ove linije pokazuju smjer magnetske sile koja djeluje na hipotetski sjeverni magnetski pol postavljen na bilo kojoj točki u polju.
• Magnetski polovi: Slično električnim nabojima, magneti imaju polove – pol usmjeren prema sjeveru (sjeverni pol) i pol usmjeren prema jugu (južni pol). Međutim, za razliku od električnih naboja, magnetski polovi uvijek postoje u parovima, a izolirani magnetski polovi (monopoli) nisu uočeni u prirodi.
• Magnetska sila: Naboji koji se kreću kroz magnetsko polje doživljavaju magnetsku silu okomitu na smjer polja i smjer njihovog gibanja. Ta je sila podložna Lorentzovom zakonu sile i igra ključnu ulogu u ponašanju nabijenih čestica u elektromagnetskim sustavima.

Magnetski materijali i inducirani magnetizam

• Feromagnetizam: Feromagnetski materijali imaju magnetske domene, područja u kojima su atomski magnetski momenti poredani. Kada su izložene vanjskom magnetskom polju, te se domene mogu poravnati, što rezultira neto magnetskim momentom za materijal.
• Paramagnetizam: Paramagnetski materijali sadrže nesparene elektrone, zbog čega ih magnetska polja slabo privlače. Ovo privlačenje proizlazi iz poravnanja pojedinačnih atomskih magnetskih momenata u smjeru polja.
• Dijamagnetizam: Dijamagnetski materijali imaju uparene elektrone, koji induciraju male, privremene magnetske momente u suprotnom smjeru od primijenjenog magnetskog polja. Ovaj učinak rezultira slabim odbijanjem magnetskog polja.

Primjene magnetizma

• Električni motori i generatori: Elektromagnetski principi podupiru rad elektromotora, koji pretvaraju električnu energiju u mehaničku energiju, i generatora, koji rade obrnuto.
• Magnetska rezonancija (MR): U medicini, uređaji za magnetsku rezonancu koriste snažna magnetska polja i radiovalove za stvaranje detaljnih slika unutarnjih tjelesnih struktura, što pomaže u dijagnozi i planiranju liječenja.
• Pohranu podataka: Magnetski materijali ključni su za pohranu podataka u uređajima kao što su tvrdi diskovi i magnetske trake, gdje su informacije kodirane u orijentaciji magnetskih domena.

Glavne razlike između elektriciteta i magnetizma

• Priroda sile:
  • Elektricitet uključuje protok električnog naboja i stvaranje električnih polja, koja djeluju silama na nabijene čestice.
  • Magnetizam proizlazi iz pokretnih električnih naboja ili intrinzičnih magnetskih svojstava materijala, stvarajući magnetska polja koja su u interakciji s drugim magnetima ili pokretnim nabojima.
• Izvor fenomena:
  • Električna energija primarno potječe od kretanja elektrona u vodljivim materijalima ili prisutnosti nabijenih čestica.
  • Magnetizam potječe od poravnavanja atomskih magnetskih momenata u materijalima ili kretanja električnih naboja, kao što je protok struje.
• Događaji:
  • Električna energija povezana je s pojavama kao što su električna struja, napon, otpor i kapacitet, napajanje uređaja i sustava.
  • Magnetizam se očituje kroz fenomene poput magnetskih polja, magnetskih sila i ponašanja magnetskih materijala, utječući na gibanje nabijenih čestica i svojstva materijala.
• Interakcija s materijom:
  • Elektricitet međudjeluje s materijom prvenstveno kroz kretanje električnog naboja, utječući na vodiče, izolatore i poluvodiče.
  • Magnetizam je u interakciji s materijalima koji posjeduju magnetska svojstva, izazivajući magnetizaciju, privlačeći ili odbijajući magnetske materijale i utječući na ponašanje nabijenih čestica koje se kreću kroz magnetska polja.
• Aplikacije:
  • Električna energija pokreće širok niz tehnologija, uključujući električne krugove, elektroniku, proizvodnju električne energije i komunikacijske sustave.
  • Magnetizam nalazi primjenu u uređajima kao što su električni motori, generatori, uređaji za magnetsku rezonanciju (MRI) i sustavi za pohranu podataka.

Reference

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

Zadnje ažuriranje: 03. ožujka 2024