الكتريسيته و مغناطيس

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
omarekhayam

عضویت : چهارشنبه ۱۳۸۵/۱۲/۲۳ - ۱۲:۰۱


پست: 898

سپاس: 55

الكتريسيته و مغناطيس

پست توسط omarekhayam »

اثرهای ساده الکتریکی و مغناطیسی را از زمانهای قدیم می‌شناختند. حدود 600 سال قبل از میلاد، یونانیان می‌دانستند که آهنربا آهن را جذب می‌کند و کهربای مالیده به لباس چیزهای سبک مانند کاه را به سوی خود می‌کشد. با این حال، اختلاف بین جذبهای الکتریکی و مغناطیسی تعیین نشده بود و این پدیده‌ها را از یک نوع در نظر می‌گرفتند.
خط فاصل روشن بین این دو پدیده را «گیلبرت» (W. Gilbert)، فیزیکدان و طبیعت شناس انگلیسی، پیدا کرد؛ و نیز در سال 1600 کتابی درباره آهنربا و «اجسام آهنربایی» و «زمین به عنوان آهنربای بزرگ» منتشر کرد. کار وی شروع بررسی در پدیده‌های الکتریکی را نشان می‌دهد. در این کتاب، گیلبرت همه خواص آهنرباهای شناخته شده تا آن زمان را تشریح کرده و نتایج آزمایشهای خیلی مهم خودش را نیز آورده است. همچنین، وی شماری از تفاوتهای اساسی بین جذبهای الکتریکی و مغناطیسی را مشخص و اصطلاح «الکتریسیته» را وضع کرده است.
سیر تحولی و رشد:
بعد از انتشار کارهای گیلبرت، تمایز بین پدیده‌های الکتریکی و مغناطیسی مسلم شد؛ اما به رغم این اختلافها، شماری از واقعیتها ارتباط ناگسستنی بین این پدیده‌ها را پدیدار ساخت. برجسته‌ترین این واقعیتها مغناطیس اشیای آهنی و وارونی عقربه قطب نما بر اثر آذرخش بودند.
«آراگو» (D. F. Arago)، فیزیکدان فرانسوی، در کتاب خود به نام «تندر و آذرخش» شرح می‌دهد که چگونه در ژوئیه سال 1681، در کشتی «راین» (reine) - واقع در دریای آزاد - حدود صدها مایل از ساحل بر اثر آذرخش دکلها و بادبانها و ... به طور جدی صدمه دیدند. وقتی که شب فرا رسید، از روی وضع ستارگان دریافت که از سه قطبنمای در دسترس دو تا به جای شمال به سمت جنوب ایستاده بودند؛ در حالی که یکی از آنها به سمت شمال بود، آراگو همچنین شرح می‌دهد که هرگاه آذرخش به خانه بخورد، کارد و چنگال و سایر اشیای آهنی را بشدت آهنربا می‌کند.
در آغاز قرن هجدهم، ثابت شد که آذرخش در واقع جریان الکتریکی شدیدی است که از هوا می‌گذرد. بنابر این، به این نتیجه می‌رسیم که جریان الکتریکی خواص مغناطیسی دارد؛ اما این خواص جریان را فقط در سال 1820 «اورستد» (H. Oersted)، فیزیکدان دانمارکی، با آزمایش مشاهده و بررسی کرد.
همان طوری که نیروهای مؤثر در بارهای الکتریکی نیروهای الکتریکی نام دارد، نیروهای مؤثر در آهنرباهای طبیعی یا مصنوعی را «نیروهای مغناطیسی» می‌گویند.
منشأ میدان مغناطیسی:
اگر در فضا نیروهای الکتریکی حاکم باشد و بر ذرات باردار نیروی الکتریکی وارد کند، می‌گوییم در این فضا میدان الکتریکی وجود دارد. از این رو، آزمایش نشان می‌دهد که در فضای اطراف جریان الکتریکی نیروهای مغناطیسی ظاهر می‌شود؛ یعنی میدان مغناطیسی به وجود می‌آید.
اولین سؤال اورستد:
آیا ماده سیم روی میدان مغناطیسی به وجود آمده از جریان اثر دارد یا نه؟ اورستد دریافت که سیمهای اتصال را می‌توان از چند سیم یا نوار باریک مختلف درست کرد و جنس فلز در نتیجه اثر نمی‌گذارد (باحتمال، اگر بزرگ باشد، اثر می‌گذارد)؛ چون فلزات مختلف مقاومتهای الکتریکی متفاوتی دارند. اگر به باتری وصل شود، ممکن است جریانهای متفاوت داشته باشد و در نتیجه اثر مغناطیسی این جریانها متفاوت خواهد بود؛ اما باید به یاد داشت که آزمایش اورستد پیش از وضع قانون اهم و دستیابی به مفهوم بستگی مقاومت رساناها به جنس ماده تشکیل دهنده آنها انجام گرفته است. اگر آزمایش اورستد با سیمهای پلاتین و طلا و نقره و برنج و آهن یا نوارهای روی و قلع یا جیوه انجام گیرد، همین نتیجه اخیر به دست می‌آید. اورستد آزمایشهایش را با فلز، یعنی رساناهایی با رسانش الکترونی، انجام داد.
اثر مغناطیسی جریان الکترولیتی:
اگر در آزمایش اورستد فلز رسانا با لوله دارای الکترولیت یا لوله‌ای استفاده شود که داخل آن تخلیه الکتریکی صورت می‌گیرد، هرچند در این حالتها جریان الکتریکی از حرکت یونهای مثبت و منفی ناشی می‌شود، اثر آنها روی عقربه مغناطیسی با اثر رسانای فلزی یکسان است. بدون توجه به رسانای حامل جریان، در فضای اطراف آن میدان مغناطیسی به وجود می‌آید. از این رو، می‌توان گفت که در اطراف هر جریانی میدان مغناطیسی ظاهر می‌شود. این خاصیت اصلی جریان الکتریکی در تأثیرات حرارتی و شیمیایی جریان الکتریکی نقش دارد.
اثر مغناطیسی جریان و خواص الکتریکی رسانا
ایجاد میدان مغناطیسی معمولترین خاصیت از سه خاصیت جریان الکتریکی است. جریان الکتریکی فقط در یک نوع رسانا (الکترولیتها) اثر شیمیایی به وجود می‌آورد، نه در دیگران (فلزات). مقدار جریان آزاد شده از جریان، بسته به مقاومت رسانا، ممکن است بیشتر یا کمتر باشد. در ابر رساناها، ممکن است همراه جریان گرما آزاد شود. از طرفی دیگر، میدان مغناطیسی با جریان الکتریکی پیوندی جدایی ناپذیر دارد. این میدان به خواص مشخصی از رسانا بستگی ندارد و فقط شدت و جهت جریان آن را تعیین می‌کند. بیشترین کاربردهای صنعتی الکتریسیته نیز به وجود میدان مغناطیسی جریان وابسته است.سايت پيام
omarekhayam

ارسال پست