Trường điện từ là gì?
Đầu tiên chúng ta cùng tìm hiểu những thông tin cơ bản nhất về định nghĩa và mối quan hệ giữa điện trường và từ trường
Trường điện từ là gì?
Theo Wikipedia, trường điện từ, còn được gọi là trường Maxwell, là một trong những lĩnh vực vật lý. Nó là một chất được đặc trưng bởi sự tương tác giữa các hạt tích điện. Hay nói cách khác, điện từ trường cũng do các hạt mang điện sinh ra và là trường thống nhất của điện trường và từ trường. Khả năng tương tác của điện từ trường được biểu thị bằng các đại lượng cường độ điện trường, độ dịch chuyển, cảm ứng từ và cường độ từ trường. Chúng được ký hiệu lần lượt là e, d, b, h.
Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường
Từ trường biến thiên và điện trường xoáy
- Khi từ trường biến đổi sẽ sinh ra từ trường dòng xoáy (vectơ là đường cong khép kín).
- Điện trường dòng xoáy được hiểu là điện trường có đường sức là một đường cong kín.
- Từ trường của mạch dao động
- Đầu tiên chúng ta cần xem xét mạch lc lý tưởng
- q = cu = c.e.d
- Khi điện trường thay đổi sẽ tạo ra từ trường và từ trường đó tiếp tục quay.
- Trường điện từ xảy ra trong tự nhiên: chúng được tạo ra bởi từ trường của Trái đất và do sét.
- Trường điện từ có sẵn trong cơ thể con người: Các loại trường điện vẫn truyền thông tin trong hệ thần kinh
- Điện trường nhân tạo xuất hiện trong quá trình sản xuất, truyền tải và sử dụng điện năng của con người.
- Điện trường và từ trường tần số thấp có thể tạo ra điện trường và dòng điện trong cơ thể con người.
- Điện trường tần số cao có thể làm nóng mô sinh học.
Khi đó ta có: Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì sẽ xuất hiện điện trường xoáy.
Điện trường và từ trường biến thiên
Từ đó ta có: Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì sẽ xuất hiện từ trường. Tính chất của trường điện từ là luôn đóng.
Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường
Lý thuyết điện từ
Giả định 1:
Từ trường biến thiên theo thời gian có thể tạo ra điện trường xoáy. Đặc điểm của điện trường xoáy là các đường sức từ bao quanh các đường sức cảm ứng.
Giả định 2:
Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra từ trường biến thiên.
Từ trường xoáy là từ trường được tạo thành bởi các đường cảm ứng từ quay quanh các đường sức của trường điện từ.
Sau nhiều nghiên cứu, Maxwell đã đi đến kết luận rằng từ trường hoặc điện trường không thể tồn tại độc lập hay riêng biệt. Bất kỳ điện trường thay đổi nào cũng tạo ra từ trường thay đổi và ngược lại, bất kỳ từ trường nào thay đổi đều tạo ra điện trường thay đổi.
Điện trường và từ trường là hai biểu hiện khác nhau của một trường duy nhất được gọi là trường điện từ.
Sự lan truyền tương tác điện từ
Tại điểm o trong không gian ta có e1 là điện trường biến thiên. Tại đây, nó tạo ra một điện trường thay đổi và mở rộng e2 tại các điểm liền kề. Khi đó, trường điện từ lan truyền trong không gian sẽ càng lúc càng xa điểm o.
Từ đó, chúng tôi kết luận rằng các tương tác điện từ sẽ được thực hiện thông qua trường điện từ, cần một khoảng thời gian nhất định để di chuyển từ điểm này sang điểm khác. điểm khác.
Sự lan truyền của các tương tác điện từ
Phương trình trường điện từ
Để biểu diễn trường điện từ một cách thuận tiện, nhà vật lý Maxwell đã đưa ra các phương trình cơ bản. Tất cả tạo thành một hệ phương trình trường điện từ. Chúng thường được gọi là phương trình Maxwell. Đây là hệ phương trình:
Phương trình Maxwell-Faraday
Đây là phương trình đầu tiên của hệ. Nó mô tả mối quan hệ giữa điện trường xoáy và từ trường biến thiên.
Phương trình dạng vi phân
Phương trình ở dạng nguyên
Phương trình Maxwell-Ampe
Phương trình thứ hai được gọi là Maxwell-Ampere. Phương trình này sẽ cho chúng ta biết rằng một điện trường thay đổi được tạo ra bởi một từ trường tương tự như dòng điện.
Phương trình dạng vi phân
Phương trình ở dạng nguyên
ostrogradski – Định lý Gauss với điện trường
Định lý này sẽ phát biểu và mô tả tính chất mở của đường sức tĩnh điện. Chúng sẽ biến mất khỏi các điện tích âm và thoát ra khỏi các điện tích dương.
Ta có phương trình ở dạng vi phân
Phương trình ở dạng tích phân:
ostrogradski – Định lý Gauss với Từ trường
Phương trình này là một định lý mô tả sự khép kín của các đường sức từ. Do đó, từ trường là từ trường bị động:
Phương trình dạng vi phân
Phương trình ở dạng nguyên
Các nguồn trường điện từ điển hình
Trên thực tế, trường điện từ tồn tại trong tự nhiên thường có giá trị nhỏ và cường độ của trường điện từ tồn tại trong môi trường có thể tăng lên dưới tác động của con người.
Sau đây là các nguồn từ trường điển hình:
Các nguồn tiêu biểu
Trường điện từ làm gì?
Trường điện từ có nhiều đặc tính khác nhau, vì vậy các dải phổ điện từ khác nhau có tác động khác nhau đối với sinh vật. Trong quá trình này, năng lượng của từng photon đặc biệt quan trọng. Nó có thể tăng vô hạn với tần suất tăng.
Nó thuộc loại “bức xạ không ion hóa”. Không giống như bức xạ ion hóa, các photon của bức xạ không ion hóa không có đủ năng lượng để ion hóa các nguyên tử và phân tử. Điều này “đẩy” các electron ra khỏi lớp vỏ và tạo ra các hạt (ion) tích điện dương. Trong số những thứ khác, điều này có nghĩa ngược lại với tia X – năng lượng của chúng quá thấp. Không đủ để gây ra thiệt hại trực tiếp cho vật liệu di truyền, nó liên quan trực tiếp đến sự phát triển của tế bào ung thư.
Tuy nhiên, EMF có thể gây hại cho sức khỏe theo một số cách khác nhau, chẳng hạn như:
Do đó, cần phải thực hiện các biện pháp bảo vệ bức xạ. Giữ cường độ từ trường thấp để hạn chế tổn hại sức khỏe.
Ứng dụng của trường điện từ
Điện trường là một phần quan trọng của cuộc sống và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như:
#1: Thiết bị gia dụng
Trong nhà có nhiều thiết bị sử dụng nguyên lý hoạt động của điện trường. Như đèn, quạt, loa điện, thiết bị nhà bếp, hệ thống điều hòa, hệ thống báo động…
#2: Ứng dụng công nghiệp
Trong khu vực sản xuất, các nhà máy sử dụng các công cụ và thiết bị hoạt động trên nguyên tắc điện tử. Một trong những loại máy được sử dụng phổ biến nhất là máy phát điện, động cơ là nguồn năng lượng chính trong công nghiệp.
Ngoài ra, tàu từ còn sử dụng nguyên lý điện từ. Chúng chạy bằng dây theo nguyên tắc nam châm như ems và eds.
Ứng dụng trong ngành
#3: Hệ thống thông tin liên lạc
Đối với điện thoại di động hoặc bất kỳ thiết bị liên lạc nào, năng lượng âm thanh được chuyển đổi thành năng lượng điện. Ví dụ, một máy phát vô tuyến truyền năng lượng điện từ đến một máy thu. Ở đầu thu, năng lượng điện từ được chuyển thành năng lượng âm thanh.
#4: Hệ thống y tế
Các thiết bị y tế, chẳng hạn như máy tăng thân nhiệt để điều trị ung thư. Hay chụp cộng hưởng từ và cấy ghép hoạt động trên nguyên lý điện từ. Chúng đều cho kết quả chính xác, rõ ràng để hỗ trợ quá trình chữa bệnh.
Ứng dụng y tế
Bài viết trên nói về Trường điện từ Là gì? ứng dụng của nó. Hi vọng chúng có thể giúp ích cho bạn trong cuộc sống. Đối với bất kỳ câu hỏi hoặc nhận xét nào, vui lòng liên hệ với nhóm để được hỗ trợ.
