Hubungan Antara Listrik dan Magnet

Listrik dan magnet adalah fenomena yang terpisah namun saling terkait yang terkait dengan gaya elektromagnetik. Bersama-sama, mereka membentuk dasar untuk elektromagnetisme, disiplin fisika kunci.

Pengambilan Kunci: Listrik dan Magnet

Kecuali untuk perilaku karena gaya gravitasi, hampir setiap kejadian dalam kehidupan sehari-hari berasal dari gaya elektromagnetik. Ia bertanggung jawab atas interaksi antara atom dan aliran antara materi dan energi. Yang lain kekuatan fundamental adalah gaya nuklir lemah dan kuat, yang mengatur peluruhan radioaktif dan pembentukan inti atom.

Karena listrik dan magnet sangat penting, itu ide yang baik untuk memulai dengan pemahaman dasar tentang apa itu dan bagaimana mereka bekerja.

Listrik adalah fenomena yang terkait dengan muatan listrik yang diam atau bergerak. Sumber muatan listrik dapat berupa partikel elementer, elektron (yang memiliki muatan negatif), a proton (yang memiliki muatan positif), ion, atau benda yang lebih besar yang memiliki ketidakseimbangan positif dan negatif biaya. Muatan positif dan negatif saling menarik satu sama lain (mis., Proton tertarik ke elektron), sementara seperti biaya saling tolak (mis., proton mengusir proton lain dan elektron mengusir lainnya elektron).

Contoh-contoh listrik yang umum termasuk petir, arus listrik dari stopkontak atau baterai, dan listrik statis. Umum Unit SI listrik termasuk ampere (A) untuk arus, coulomb (C) untuk muatan listrik, volt (V) untuk perbedaan potensial, ohm (Ω) untuk resistansi, dan watt (W) untuk daya. Muatan titik stasioner memiliki medan listrik, tetapi jika muatan diatur, ia juga menghasilkan medan magnet.

Magnet didefinisikan sebagai fenomena fisik yang dihasilkan oleh perpindahan muatan listrik. Juga, medan magnet dapat mendorong partikel bermuatan untuk bergerak, menghasilkan arus listrik. Gelombang elektromagnetik (seperti cahaya) memiliki komponen listrik dan magnetik. Dua komponen gelombang bergerak dalam arah yang sama, tetapi berorientasi pada sudut yang tepat (90 derajat) satu sama lain.

Seperti listrik, magnet menghasilkan daya tarik dan tolakan di antara benda-benda. Sementara listrik didasarkan pada muatan positif dan negatif, tidak ada monopol magnetik yang diketahui. Setiap partikel atau benda magnet memiliki kutub "utara" dan "selatan", dengan arah berdasarkan orientasi medan magnet Bumi. Suka kutub magnet saling tolak (mis., utara mengusir utara), sementara kutub yang berlawanan menarik satu sama lain (utara dan selatan menarik).

Contoh-contoh magnet yang umum termasuk: a Reaksi jarum kompas untuk medan magnet bumi, tarik dan tolakan magnet batang, dan bidang yang mengelilingi elektromagnet. Namun, setiap muatan listrik yang bergerak memiliki medan magnet, sehingga elektron yang mengorbit dari atom menghasilkan medan magnet; ada medan magnet yang terkait dengan saluran listrik; dan cakram keras dan speaker mengandalkan medan magnet untuk berfungsi. Unit SI magnet utama termasuk tesla (T) untuk kerapatan fluks magnetik, weber (Wb) untuk fluks magnet, ampere per meter (A / m) untuk kekuatan medan magnet, dan henry (H) untuk induktansi.

Kata elektromagnetisme berasal dari kombinasi karya-karya Yunani elektron, yang berarti "kuning" dan magnetis lithos, yang berarti "batu Magnesian," yang merupakan bijih besi magnet. Kuno Orang Yunani akrab dengan listrik dan magnet, tetapi menganggap mereka sebagai dua fenomena yang terpisah.

Hubungan itu dikenal sebagai elektromagnetisme tidak dijelaskan sampai James Clerk Maxwell diterbitkan Risalah tentang Listrik dan Magnet pada tahun 1873. Karya Maxwell termasuk dua puluh persamaan terkenal, yang sejak itu telah diringkas menjadi empat persamaan diferensial parsial. Konsep dasar yang diwakili oleh persamaan adalah sebagai berikut:

1. Seperti muatan listrik tolak, dan tidak seperti muatan listrik menarik. Kekuatan tarik-menarik atau tolakan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka.
2. Kutub magnet selalu ada sebagai pasangan utara-selatan. Seperti kutub, tolak dan tarik tidak seperti.
3. Arus listrik dalam kawat menghasilkan medan magnet di sekitar kawat. Arah medan magnet (searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam) tergantung pada arah arus. Ini adalah "aturan tangan kanan," di mana arah medan magnet mengikuti jari-jari tangan kanan Anda jika ibu jari Anda menunjuk ke arah saat ini.
4. Memindahkan lingkaran kawat ke arah atau menjauh dari medan magnet menginduksi arus di kawat. Arah arus tergantung pada arah gerakan.

Teori Maxwell bertentangan dengan mekanika Newton, namun eksperimen membuktikan persamaan Maxwell. Konflik akhirnya diselesaikan oleh teori relativitas khusus Einstein.

• Hunt, Bruce J. (2005). The Maxwellians. Cornell: Cornell University Press. hlm. 165–166. ISBN 978-0-8014-8234-2.
• Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan (1993). Kuantitas, Unit, dan Simbol dalam Kimia Fisik, Edisi ke-2, Oxford: Ilmu Blackwell. ISBN 0-632-03583-8. hlm. 14–15.
• Ravaioli, Fawwaz T. Ulaby, Eric Michielssen, Umberto (2010). Dasar-dasar elektromagnetik terapan (Ed. 6). Boston: Prentice Hall. hal. 13. ISBN 978-0-13-213931-1.