Электрическое и магнитное поле: в чем различия

Шаг за шагом

Наиболее сложные понятия, с которыми приходится сталкиваться при изучении электротехники и радиотехники, — это понятия об электрическом, магнитном и электромагнитном поле.

И дело здесь, пожалуй, не в том, что электрическое или магнитное поля нельзя увидеть или потрогать рукой.

Ведь мы довольно четко, хотя и упрощенно, представляем себе атом, несмотря на то что посмотреть на него не можем.

Основная трудность состоит в том, что невозможно представить себе какую-нибудь модель поля подобно тому, как мы рисуем в своем воображении упрощенную модель атома. Понятие об электрическом, магнитном и электромагнитном полях лучше всего взять из простейших опытов. Затем можно будет дополнить и развивать эти понятия, используя огромные достижения математики и физики в области изучения полей.

Электрическое поле возникает вокруг всякого электрического заряда или вокруг предмета, на котором имеется избыток зарядов какого-нибудь одного знака.

Мы потерли о шерсть пластмассовую палочку дли обычную гребенку, создав на ней избыток отрицательных зарядов, и пространство вокруг гребенки приобрело какие-то особые свойства: мелкие клочки бумаги, попадая в это пространство, начинают притягиваться к ней.

Каким образом наэлектризованная гребенка действует на клочки бумаги? Может быть, действие электрических сил передается через частицы окружающего воздуха?

Ни в коем случае! Если мы проделаем свой опыт в пустоте, то клочки бумаги будут так же притягиваться к гребенке, как и в воздухе или в каком-либо другом газе (рис. 25). Значит, дело здесь не в молекулах, атомах или других частицах окружающей среды.

Значит, вокруг электрического заряда (в данном случае вокруг наэлектризованной гребенки) существует какое-то особое состояние пространства, какая-то особая форма материи, через которую и передается действие электрических сил.

Эта особая форма материи, существующая наряду с такой известной нам формой материи, как вещество, и есть электрическое поле.

Науке уже многое известно об электрическом поле. Известно, например, что оно обладает определенной массой и запасом энергии (в нашем опыте эта энергия расходуется на перемещение к гребенке клочков бумаги). Многого об электрическом поле мы еще не знаем, однако факт его существования, подтвержденный многочисленными опытами, не может вызывать никаких сомнений.

Другая особая форма материи, существование которой также подтверждается опытами, — это магнитное поле. Магнитное поле появляется как следствие движения электрических зарядов. В этом легко убедиться, если поднести компас к проводнику, по которому течет постоянный ток (рис. 7).

Под действием магнитного поля, возникающего вокруг проводника с током, стрелка компаса несколько отклонится, так же как она отклонилась бы под действием обычного магнита.

Магнитное поле, как и электрическое, обладает запасом энергии (в нашем примере часть этой энергии расходуется на поворот стрелки компаса).

Электрическое и магнитное поля тесно связаны с электрическим зарядом или его движением: уберите заряд — и электрическое поле исчезнет; прекратите ток в цепи — и магнитного поля нет. Но можно получить электрическое и магнитное поля, а точнее, более сложное, электромагнитное поле, не связанное с электрическими зарядами, как бы оторванное от них.

Электромагнитное поле имеет черты как электрического поля (как говорят, имеет электрическую составляющую), так и магнитного поля (магнитная составляющая).

Это значит, что электромагнитное поле могло бы при определенных условиях и поворачивать стрелку компаса, подобно магнитному полю, и перемещать электрические заряды, подобно электрическому полю.

Электрическая и магнитная составляющие тесно связаны между собой, и каждая из них обладает запасом энергии, определяющим энергию всего электромагнитного поля.

Электромагнитное поле возникает при любом, даже незначительном изменении тока в проводнике.

Изменяясь вместе с током, оно воздействует на соседние участки пространства, передает им свою энергию, и в этих, соседних участках также образуется электромагнитное поле.

Таким образом, во все стороны от проводника, со скоростью света — 300 000 км/сек — все дальше и дальше движется волна электромагнитного поля, перенося с собой запасы энергии, которые она получила еще в месте своего возникновения.

Читать дальше — Характеристики электромагнитного поля

Источник: http://oldradiogid.ru/radioperedacha/polya/

Электрические и Магнитные поля » описание явлений

Тема: что из себя представляют электрические и магнитные поля

В этой теме будет дано общее представление об этих природных (физических) явлениях и вкратце рассказано о каждом из них. Несмотря на то, что про существование электрических и магнитных полей известно многим людям, их истинная суть остается большой загадкой для современной науки. Они скрывают в себе множество тайн и новых возможностей, применимых к новых технологиям будущего.

Философия и физика видят в основе всего существующего — материю, что проявляет себя в многообразии форм и состояний.

Материя может быть локализована (сконцентрирована в пределах определённого ограниченного пространства), а может и, делокализована.

В первом случае этому будет соответствовать «веществу», а во втором – это будет уже «поле». Но и там и там есть множество сходных общих характеристик.

Материя в своих свойствах и проявлениях неисчерпаема, ну а процесс её познания и открытий не имеет границ.

Посему, абсолютно все понятия, когда-либо созданные человеком, прибывают в состоянии постоянного изменения, развитии и совершенствования.

К примеру: нынешняя физика не ставит строгую границу между веществом и полем, в отличие от классической. В ней вещество и поле неразрывно связаны и постоянно превращаются одно в другое.

А что собой представляют поля, и какими они бывают? Как Вы должны знать из курса физики, физическим полем (как явление, а не территория) называется особый вид материи.

Это места в пространстве, где наблюдаются физические, реально зафиксированные и точно измеренные силы.

Современная наука выделяет 4 основных вида физического поля: поля сильных взаимодействий (ядерные), слабых взаимодействий, гравитационные и электромагнитные поля.

Читайте также:  Номинальные напряжения распределительных сетей

Если сильно не вдаваться в глубины квантовых и прочих теорий, упрощённо любые поля можно представить в виде такой наглядной и понятной модели: есть материальный объект, шар (наиболее идеальная форма в пространстве), вокруг его центра на некотором расстоянии в пространстве существует невидимая сила (энергия), которая может взаимодействовать с подобного рода силой иного объекта. Причём характер этого взаимодействия обусловлен многими факторами (вид поля, его природа, размеры систем, геометрическая форма и прочие факторы).

Можно сказать, что любой материально существующий объект (будь-то элементарная частица или же целая планета и т.д.) обладает всеми разновидностями полей одновременно. Только их проявление зависит от конкретных условий и обстоятельств.

К примеру, гравитационное поле земли зависит от внутренних процессов, происходящих в глубинах земной коры.

Или интенсивность магнитного поля в проводниках, будет завесить от скорости и количества заряженных частиц, что перемещаются вдоль этого проводника.

Ну, а теперь перейдём к теме: электрические и магнитные поля. Благодаря имеющимся свойствам электрических и магнитных полей, электричество проявляет себя так, как мы его привыкли понимать.

Абсолютно все устройства, механизмы, системы, приборы функционируют на тех внутренних основополагающих принципах и законах, которые работают благодаря существованию электромагнитных полей (их сил взаимодействия).

Взять любой электродвигатель, у которого имеется внутренняя обмотка. По ней бежит ток и вокруг её существует в этот момент магнитное поле.

Именно оно отталкивает ротор от статора, тем самым приводя электромотор в движение.

Или при процессе генерации электричества, магнитное поле, проходя сквозь обмотку электрогенератора, приводит в движение электроны, тем самым создавая разность потенциалов на выводах электрогенерирующих систем.

Следует понимать, что электрическое и магнитное поле, это два совсем разных проявления природы. Первоначальными носителями полей являются элементарные частицы — электроны и ионы. Частицы обладают обоими типами полей одновременно (и магнитным и электрическим). Но, проявление интенсивности каждого из них зависит от определённых условий.

Как Вы, возможно, знаете, интенсивность электрического поля зависит, в первую очередь, от имеющегося количества разноимённых зарядов элементарных частиц.

То есть, чем больше электрических зарядов одного вида на одной части, и противоположного, на другой, следовательно, тем больше будет электрическое поле между этими двумя частями (к примеру, пластины конденсатора).

Расстояние между этими пластинами мы пока не берём в учёт.

Магнитное поле ведёт себя немного иначе. Оно существует при движении электрических зарядов. То есть, чем интенсивнее движение зарядов, тем больше вокруг их магнитного поля. Ну, а второстепенным фактором, конечно, будет количество движущихся заряженных частиц.

При их движении в одном и том же направлении, магнитное поле увеличится за счёт суммирования. Учтите, что полной статики у заряженных частиц нет, и не может быть. Следовательно, микротоки (и магнитные поля) есть везде и повсюду.

Более подробно об электрических и магнитных полях мы поговорим в следующих статьях, а данная вводная тема, электрические и магнитные поля, окончена.

P.S. Человеческие чувства сильно ограничены в восприятии природных явлений. Какие бы картины художники рисовали, если бы люди могли видеть различные виды «ПОЛЕЙ».

Источник: https://electrohobby.ru/elektr-i-magn-polya-obsch-predst.html

Что такое электромагнитные поля?

Электрические поля возникают за счет разницы напряжений: чем больше электрическое напряжение, тем более сильным будет возникающее поле. Магнитные поля возникают там, где проходит электрический ток: чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле. Электрическое поле есть даже при отсутствии электрического тока.

Если имеется электрический ток, то сила магнитного поля будет меняться в зависимости от расхода электроэнергии, а сила электрического поля остается при этом постоянной.
(Выдержка из брошюры «Электромагнитные поля», опубликованной Европейским региональным бюро ВОЗ в 1999 г.

(серия справочных брошюр для местных органов власти по вопросам здоровья и окружающей среды; 32).

Электромагнитные поля (ЭМП) окружают нас повсюду, оставаясь при этом невидимыми человеческому глазу. Электрические поля образуются при возникновении в атмосфере электрических зарядов, вызванных грозой. Магнитное поле Земли заставляет иглу компаса всегда указывать направление «север–юг» и помогает птицам и рыбам ориентироваться в пространстве.

Помимо ЭМП, возникающих за счет природных источников, в спектре электромагнитных полей есть и те, которые создаются антропогенными источниками: например, рентгеновские лучи, используемые для диагностирования переломов конечностей в результате спортивных травм. Электричество в каждой штепсельной розетке ведет к образованию сопутствующих ЭМП низкой частоты. Различные радиоволны более высокой частоты используются для передачи информации при помощи ТВ антенн, радиостанций или базовых станций мобильной связи.

Что лежит в основе различий между электромагнитными полями?
Одна из основных характеристик электромагнитного поля – это его частота или соответствующая длина волны. Поля различной частоты воздействуют на организм по-разному.

Вы можете попытаться представить электромагнитные волны в виде череды регулярно повторяющихся волн огромной скорости, равной скорости света. Частота – это показатель, который просто указывает число колебаний или циклов в секунду, а термин «длина волны» используется для определения расстояния между следующими одна за другой волнами.

Следовательно, длина и частота волны тесно взаимосвязаны: чем выше частота, тем короче длина волны.

Проведение простого сравнения поможет лучше проиллюстрировать вышеизложенное: привяжите длинную веревку к дверной ручке, а свободный конец веревки держите в руке.

Если вы будете медленно поднимать и опускать руку с веревкой, то образуется одна большая волна; если же движения будут более быстрыми, то это приведет к возникновению целой серии небольших волн.

Длина веревки при этом остается постоянной, а значит, чем больше волн вы создадите (то есть, волн более высокой частоты), тем меньше будет расстояние между ними (то есть, длина волны будет короче).

В чем разница между неионизирующими электромагнитными полями и ионизирующим излучением?
Длина и частота волны определяют и другую важную характеристику электромагнитных полей: электромагнитные волны (колебания) переносятся частицами, называемыми квантами.

Читайте также:  Испытание кабельных линий повышенным напряжением

Кванты волн более высокой частоты (и более короткой длины) переносят больше энергии, чем поля более низкой чистоты (с более длинной волной). Некоторые электромагнитные волны несут такое огромное количество энергии в расчете на один квант, что они способны разорвать связи, удерживающие молекулы между собой.

В электромагнитном спектре таким свойством обладают излучаемые радиоактивными веществами гамма-лучи, космические и рентгеновские лучи. Все они характеризуются как «ионизирующее излучение».

Те поля, кванты которых не в состоянии разорвать связи, удерживающие молекулы между собой, называют «неионизирующим излучением».

Антропогенные источники электромагнитных полей, в значительной степени определяющие жизнь в индустриальном обществе (электричество, микроволны, а также радиоволны), находятся в той части электромагнитного спектра, который характеризуется относительно длинными и низкочастотными волнами, а значит, их кванты не в состоянии разорвать химические связи.

Электрические поля существуют повсюду, где есть положительный или отрицательный электрический заряд. Они с силой воздействуют на другие заряды внутри поля. Сила электрического поля измеряется в вольтах на метр (В/м).

Любой электрический провод, находящийся под напряжением, будет создавать сопутствующее электрическое поле, которое будет существовать даже при отсутствии тока.

Чем выше напряжение, тем сильнее электрическое поле на заданном расстоянии от провода.

Наиболее сильными являются электрические поля в непосредственной близости от источника заряда или провода под напряжением, а по мере удаления от них сила электрических полей быстро уменьшается. Проводники, например, металлы, являются очень эффективной защитой от электрических полей.

Другие материалы, например строительные материалы или деревья, обеспечивают некоторую защиту. Таким образом, сила электрических полей, образующихся от линий электропередач вне пределов дома, снижается за счет стен, зданий и деревьев.

Если линии электропередач проложены под землей, электрические поля на поверхности едва определяются.

Магнитные поля возникают вокруг движущихся электрических зарядов.

Сила магнитного поля измеряется в амперах на метр (А/м); однако вместо этого, при исследовании электромагнитных полей, ученые обычно указывают «родственный» количественный показатель – единицу измерения индукции магнитного поля (микротесла, мкТл). В отличие от электрических полей, магнитные поля возникают лишь при включении приборов и наличии тока. Чем сильнее электрический ток, тем сильнее магнитное поле.

Как и электрические поля, магнитные поля наиболее сильны в непосредственной близости от их источника, а по мере удаления от него, они ослабевают. Обычные материалы, например стены зданий, не являются препятствием для магнитных полей.

  1. Электрические поля возникают при наличии напряжения.
  2. Их сила измеряется в вольтах на метр (В/м)
  3. Электрическое поле существует даже при выключенном приборе.
  4. Сила поля уменьшается по мере удаления от источника.
  5. Большинство строительных материалов в какой-то мере защищают от электрических полей.
  1. Магнитные поля возникают при наличии тока.
  2. Их сила измеряется в амперах на метр (А/м). Исследователи электромагнитных полей обычно используют «родственный» показатель – единицу измерения индукции магнитного поля (микротесла – мкТл или миллитесла — мТл).
  3. Магнитное поле возникает при включении прибора и наличии тока.
  4. Сила поля уменьшается по мере удаления от источника поля.
  5. Большинство материалов не могут ослабить магнитное поле.

С любезного согласия Национального совета по радиологической защите, Соединенное Королевство.

Электрические поля
Включение провода от прибора в розетку создает электрические поля в воздухе вокруг прибора. Чем выше напряжение, тем сильнее создаваемое поле. Поскольку напряжение существует даже при отсутствии электрического тока, совсем не обязательно включать электробытовой прибор, чтобы в помещении, где он находится, образовалось электрическое поле.

Магнитные поля
Магнитные поля возникают только при наличии электрического тока. В этом случае в помещении одновременно есть и магнитное, и электрическое поле. Чем выше сила тока, тем сильнее магнитное поле.

Высокое напряжение используется для передачи и распределения электричества, в то время как относительно низкое напряжение используется в домашних условиях.

Напряжение в оборудовании для передачи электроэнергии меняется изо дня в день незначительно, а вот сила тока в линиях электропередач меняется в зависимости от потребления энергии.

Электрические поля вокруг провода бытового электроприбора пропадают лишь в том случае, если вилка прибора вытащена из розетки или на уровне стены отключено электричество. Однако эти поля по-прежнему будут существовать вокруг кабеля за стеной.

Чем статические поля отличаются от изменяющихся во времени полей?
Статическое поле не меняется со временем. Постоянный ток – это электрический ток только в одном направлении.

В любом приборе, работающем от аккумуляторной батареи, ток движется от батареи к прибору и затем обратно в батарею. Такой ток создает статическое магнитное поле. Магнитное поле Земли также является статическим.

Аналогично статическое магнитное поле возникает вокруг стержневого электромагнита, в чем можно наглядно убедиться, глядя на узоры, образующиеся при распылении железных опилок вокруг такого магнита.

Электромагнитные поля, изменяющиеся во времени, образуются при переменном токе. Переменный ток с течением времени в определенной закономерности меняет свое направление на обратное.

В большинстве европейских стран переменный ток с частотой 50 Гц 50 раз в секунду меняет свое направление. Аналогичным образом сопутствующее электромагнитное поле изменяет свое направление 50 раз в секунду.

В странах Северной Америки используется ток с частотой 60 Гц.

Основные источники полей низкой, средней и высокой частоты
Изменяющиеся во времени электромагнитные поля, создаваемые электроприборами, – это пример полей крайне низкой частоты (КНЧ). Обычно они имеют частоту до 300 Гц. Другая техника создает поля средней частоты (СЧ) – от 300 Гц до 10 МГц и радиочастотные поля (РЧ) – от 10 МГц до 300 ГГц. Воздействие ЭМП на организм человека зависит не только от уровня поля, но и от его частоты и энергии.

Поступающее в наши дома сетевое электричество и все бытовые электроприборы являются основными источниками полей КНЧ; компьютерные мониторы, противоугонные устройства и оборудование для защиты от краж, а также системы безопасности являются основными источниками полей СЧ; радио, телевизоры, антенны радаров и сотовых телефонов, микроволновые печи – это основные источники РЧ полей.

Такие поля индуцируют электрические токи внутри организма человека, которые могут вызывать ряд неблагоприятных эффектов, например, нагревание внутренних тканей организма и электрический шок. Все зависит от их амплитуды и частоты.

(Однако, чтобы вызвать такие последствия, поля вне человеческого организма должны быть очень сильными, гораздо сильнее тех, что имеются в обычной окружающей среде.)

Читайте также:  Как устроены мощные промышленные ветрогенераторы

Мобильные телефоны, теле- и радиопередающие станции и радары создают РЧ поля. Эти поля используются для передачи информации на большие расстояния и являются основой для телекоммуникаций, радио- и ТВ-вещания во всем мире. Микроволновые поля – это РЧ поля высокой частоты в диапазоне ГГц. В микроволновых печах такие поля используются для быстрого подогревания пищи.

В радиочастотном диапазоне электрические и магнитные поля тесно взаимосвязаны, и мы, как правило, измеряем их уровни как плотность мощности – в ваттах на квадратный метр (Вт/м2).

  • Электромагнитный спектр охватывает как природные, так и антропогенные источники ЭМП. Частота и длина волны – это характеристики ЭМП. В электромагнитной волне эти две характеристики взаимосвязаны: чем выше частота, тем короче волна.
  • Ионизирующее излучение, такое как рентгеновские и гамма-лучи, состоит из фотонов, несущих энергию, достаточную для разрыва связей, которые удерживают молекулы между собой. Фотоны электромагнитных волн промышленной частоты и радиочастотных волн обладают гораздо меньшей энергией, не достаточной для подобного эффекта.
  • Электрические поля существуют везде, где есть электрический заряд, и измеряются в вольтах на метр (В/м). Магнитные поля возникают там, где есть электрический ток. За единицу измерения индукции магнитного поля берется микротесла — мкТл или миллитесла — мТл.
  • На радио- и микроволновых частотах электрические и магнитные поля считаются двумя компонентами электромагнитных волн. Плотность мощности, выражаемая в ваттах на квадратный метр (Вт/м2), характеризует интенсивность этих полей.
  • ЭМВ низкой и высокой частоты по-разному воздействуют на организм человека. Сетевое электричество и бытовые электроприборы являются наиболее распространенными источниками низкочастотных электрических и магнитных полей в среде обитания человека. Повседневными источниками РЧ электромагнитных полей являются средства телекоммуникации, антенны радио- и телевещания, а также микроволновые печи.
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • Следующая страница »

Источник: http://www.who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/ru/

Психология

какая разница между магнитным полем и электрическим

  • Разницы нет, потому что вокруг электрического провода создается магнитное поле.

  • Есть электромагнитное поле — антисимметричный 4-тензор 2-го ранга. Электрическое поле это трехмерный вектор (истинный) , входящий в тензор. Магнитное поле это трехмерный антисимметричный тензор 2-го ранга, входящий в тот же тензор. Который принято представлять дуальным ему псевдовектором. Это не истинный вектор, так как при зеркальном отражении системы координат он меняет направление на противоположное.

    Так что разница огромная.

  • Магнитное поле — это поле дополнительных сил, возникающих по теории относительности между движущимися электрическими зарядами. Отдельных магнитных зарядов, в отличие от электрических, не существует.

    Говоря другими словами, это явно наблюдаемый эффект теории относительности для движущихся электрических зарядов, который можно для простоты описать как силовое поле, создаваемое электрическими токами.

  • Электрическое поле действует на все заряды, магнитное — только на движущиеся

  • В электрическом поле электрический заряд движется по прямой линии, а в магнитном поле электрический заряд движется по кругу.

  • перпендикулярная

  • Ну по сути магнитного и электрического полей как особого вида материи не существует. Можно разве что сказать — что магнитное поле это релятивистская поправка к электрическому.

    А разница — лишь в системах координат в которых существуют эти поля.

  • Электрическое поле меняет энергию заряжаннаго телу, а магнитное — нет, что означает, шо магнитная поля — фикса.. . э-э-э.. . фикция.

Вас заинтересует

1. Диагностика межличностных отношений на основе субъективных предпочтений. Здесь можно в качестве примера привести всем известный социометрический тест (Moreno J., 1934) и его модификации. Например, аутосоциометрические методики. Сюда же относят и средства прямой оценки группы в целом. (Донцов А. И., 198…
Читать далее »В целом в данной концепции было принято следующее его определение: социально психологический норматив школьников представляет собой совокупность конкретизированных требований учебной программы, которые предъявляются к ним на определенном этапе обучения. Естественно, что введение норматив…
Читать далее »1. Эффективность постановки диагноза зависит от выбора стратегий диагностического мышления, который определяется уровнем психологической подготовки и характером использования психодиагностических средств в процессе постановки диагноза. 2. В процессе решения диагностических задач возмож…
Читать далее »1. Авдеева Н. Н., Мещерякова С. Ю., Ражников В. Г. Психология вашего младенца: у истоков общения и творчества. – М., 1996. 2. Авдеева Н. Н., Мещерякова С. Ю., Царегородцева Л. М. Ребенок младенческого возраста // Психологическое развитие воспитанников детского дома / Под ред. И. В. Дубровиной, А. Г. Рузск…
Читать далее »1. В чем состоят основные особенности организации и проведения психологической диагностики детей младенческого возраста? 2. Почему методики диагностики для младенцев и детей раннего возраста называют «оценочными шкалами развития»? 3. Перечислите основные принципы проведения диагн�…
Читать далее »Следовательно, в системе высшего психологического образования назрела необходимость в подготовке таких обучающих программ, которые давали бы будущему специалисту кроме запаса знаний опыт решения реальных диагностических задач. В этом смысле наш эксперимент может служить примером программы, на о…
Читать далее »Также отмечается, что отечественные психодиагносты разрабатывают собственные тесты умственного развития, предназначенные для нашей культуры. В частности, одной из первых здесь была лаборатория психофизиологии детей дошкольного возраста НИИ дошкольного воспитания АПН СССР, руководимая Л. А. Венг�…
Читать далее »

Источник: http://venna.ru/kakaya-raznica-mezhdu-magnitnym-polem-i-elektricheskim.html

Ссылка на основную публикацию