Wie unterscheidet sich ein Magnetfeld von einem elektrischen?

Magnetfelder und elektrische Felder werden oft zusammen betrachtet und sind sozusagen zwei Seiten einer Medaille. Beide Bereiche haben viel gemeinsam. Zum Beispiel erzeugen beide elektrische Ladungen . Die Coulombkraft wirkt auf alle elektrisch geladenen Körper. Es wird auch die Kraft der elektrostatischen Wechselwirkung genannt. Es ist direkt proportional zum Produkt der Ladungsmodule (die Vorzeichen der Ladungen bestimmen nur die Richtung der Kraft: Anziehung oder Abstoßung) und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen diesen Körpern. Bei Kugeln oder Kugeln wird das Quadrat des Abstands von den Körpermitten berücksichtigt.

Elektrisches Feld

Wenn wir einen geladenen Körper nehmen und ihn bedingt als Zentrum bezeichnen und den zweiten geladenen Körper um das Zentrum bewegen, kann die Coulomb-Kraft als Ladung multipliziert mit der elektrischen Feldstärke geschrieben werden. Sowohl der Wert des Ladungszentrums als auch das Quadrat des Abstands vom Zentrum zur zweiten Ladung an einem bestimmten Punkt im Raum sind im Wert der Intensität enthalten. Das heißt, wir nahmen einfach die übliche Coulomb-Kraft und alles außer dem Wert einer der Ladungen wurde als elektrische Feldstärke bezeichnet.

An jedem Punkt dieses Feldes gibt es seinen eigenen Wert und die Richtung der Coulomb-Kraft. Ein solches Feld wird als Vektorfeld bezeichnet, da an jedem Punkt ein Modul und eine Richtung eines Vektors vom Ursprung (vom Ladungszentrum) zu diesem Punkt gezogen werden.

Magnetisches Feld

Das Magnetfeld ist wie das elektrische vektoriell . Wenn das elektrische Feld von geladenen Körpern erzeugt wird, wird das Magnetfeld nur durch sich bewegende Ladungen erzeugt. Eine solche Ladung kann ein Teilchen mit Geschwindigkeit sein, was in der Physik häufig bei Problemen anzutreffen ist, ein Strom, weil ein Strom eine gerichtete Bewegung geladener Teilchen ist, ein Metallkörper, der sich mit Geschwindigkeit bewegt. In diesem Fall sind die Ladungen Elektronen, die sich mit dem Körper selbst bewegen. Die Stärke des Magnetfeldes ist direkt proportional zur Geschwindigkeit der Ladung und ihrem Wert. Sobald die Ladung gestoppt ist, verschwindet das Magnetfeld.

Magnetfeld eines Magneten und eines Permanentmagneten

Beispiele für Magnetfelder

Der Elektromagnet besteht aus einem Draht, der um einen Ferromagneten gewickelt ist. Beim Durchqueren eines Stromkabels tritt ein Magnetfeld auf. Ein Ferromagnet ist eine Substanz, die sich unterhalb einer bestimmten Temperatur, der sogenannten Curie-Temperatur, wie ein Magnet verhalten kann. Unter normalen Bedingungen verhalten sich Ferromagnete nur in Gegenwart eines Magnetfelds wie Magnete. In einem Elektromagneten wird das Feld durch elektrischen Strom erzeugt und der Ferromagnet beginnt sich wie ein Magnet zu verhalten. Ein interessantes Beispiel ist das Magnetfeld der Erde .

Erdmagnetfeld

Im Zentrum unseres Planeten befindet sich, wie Wissenschaftler glauben, der Kern, der aus flüssigem Eisen besteht. Eisen ist Metall und Elektronen bewegen sich darin frei. Dieser Kern ist nicht statisch, das heißt, er bewegt sich in Verbindung mit diesen Elektronen und erzeugt ein magnetisches Feld. Wenn der Erdkern zum Stillstand käme, wie es in John Emils Film "The Core of the Earth" der Fall war, würde das Erdmagnetfeld wirklich verschwinden, mit katastrophalen Folgen.

Wesentliche Gemeinsamkeiten und Unterschiede

Sowohl elektrische als auch magnetische Felder sind Kraft . Dies bedeutet, dass an jedem Punkt im Raum, an dem dieses Feld wirkt, eine für diesen Punkt bestimmte Kraft auf die Ladung einwirkt. An einem anderen Punkt wird diese Kraft anders sein. Das elektromagnetische Feld wirkt auf geladene Körper und Teilchen, gleichzeitig wirkt das elektrische Feld auf alle Ladungen und das magnetische Feld nur auf sich bewegende.

Es gibt Substanzen, die mit dem Magnetfeld wechselwirken, obwohl sie keine sich bewegenden Ladungen enthalten, beispielsweise die oben genannten Ferromagnete. Es gibt keine ähnlichen Substanzen für das elektrische Feld. Magnete, natürliche oder magnetisierte Körper (wie zum Beispiel eine Kompassnadel) haben zwei Pole, die Nord und Süd genannt werden.

Herkömmliche elektrische Ladungen sind mehr oder weniger gleichmäßig und enthalten keine Pole. Es gibt jedoch zwei Arten elektrischer Ladungen: positive und negative. Das Ladungszeichen beeinflusst die Richtung der Coulomb-Kraft und damit die Wechselwirkung zweier geladener Teilchen. Das Ladungszeichen beeinflusst nicht die Wechselwirkung anderer Ladungen mit dem Magnetfeld, es vertauscht nur die Pole.

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