Sähkökenttä vs. magneettikenttä
Sähkökenttä ja magneettikenttä ovat näkymättömiä voimalinjoja, joita synnyttävät ilmiöt, kuten Maan magnetismi, ukkosmyrskyt ja sähkön käyttö. On mahdollista, että toinen ilman toista, mutta normaalisti sähkökenttä on olemassa, kun magneettikenttä luodaan. Sähkömagnetismi on se osa fysiikkaa, joka tutkii sähkökenttiä ja magneettikenttiä.
Sähkökenttä
Sähköisesti varattua hiukkasta ympäröivää aluetta kutsutaan sen sähkökenttään, ja tämä kenttä kohdistaa voiman muihin varautuneisiin hiukkasiin. Sähkökentällä on sekä määrä että suunta ja sellaisenaan se on vektorisuure. Se ilmaistaan newtoneina coulombia kohti (N/C). Minkä tahansa sähkökentän suuruus missä tahansa kohdassa on voima, jonka se kohdistaa positiiviseen 1C varaukseen siinä kohdassa, jossa voiman suunta määrää kentän suunnan. Sanomme, että jollain alueella liikkuvien varautuneiden hiukkasten ympärillä on sähkökenttä. Hiukkaset, jotka eivät ole sähköisesti varautuneita, eivät tuota sähkökenttää. Jos sähkökenttä on tasainen, sähköisesti varautuneet hiukkaset liikkuvat tasaisesti kentän suunnassa, kun taas neutraalit hiukkaset eivät.
Magneettikenttä
Sähköisesti varautuneella ja liikkuvalla hiukkasella ei ole vain sähkökenttää sen ympäristössä, vaan sillä on myös magneettikenttä. Vaikka ne ovat erillisiä kokonaisuuksia, ne liittyvät läheisesti toisiinsa. Tämä on synnyttänyt kokonaisen tutkimusalan, joka tunnetaan nimellä sähkömagnetismi. Liikkuvilla varauksilla, joilla on sähkökenttä, on taipumus tuottaa sähkövirtaa. Aina kun on sähkövirtaa, voimme olettaa, että magneettikenttä on läsnä. On olemassa kaksi erillistä, mutta toisiinsa liittyvää kenttää, joita kutsutaan magneettikentiksi. Kuten sähkökenttä, myös magneettikenttä on vektorisuure. Voima, jonka magneettikenttä kohdistaa liikkuviin varautuneisiin hiukkasiin, ilmaistaan Lorentzin voimana.
Sähkö- ja magneettikenttien välinen suhde ilmaistaan Maxwellin yhtälöillä. James Clark Maxwell oli fyysikko, joka kehitti yhtälöitä selittääkseen sähkö- ja magneettikenttiä.
Sähkö- ja magneettikentät värähtelevät suorassa kulmassa toisiinsa nähden. Sähkökenttä on mahdollista ilman magneettikenttää, kuten staattisessa sähkössä. Samoin on mahdollista saada magneettikenttä ilman sähkökenttää, kuten kestomagneetin tapauksessa.
Yhteenveto
• Sähkö- ja magneettikenttiä tutkitaan fysiikan tutkimusalalla, joka tunnetaan nimellä sähkömagnetismi.
• Molemmat ovat erillisiä kokonaisuuksia, mutta liittyvät läheisesti toisiinsa.
• Sähkökenttä on liikkuvaa sähköisesti varattua hiukkasta ympäröivä alue, joka myös tuottaa magneettikentän.
• Sähkö- ja magneettikenttien välinen suhde ilmaistaan Maxwellin yhtälöillä.
• Sähkö- ja magneettikentät ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden.
