پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فیزیک الکتریسیته و مغناطیس هالیدی جلد دوم در 351 اسلاید

پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فیزیک الکتریسیته و مغناطیس هالیدی جلد دوم در 351 اسلاید

 

 

 

 

 

 

 

 

الکترومغناطیس(به انگلیسی: Electromagnetism) شاخه‌ای از علم فیزیکاست که به مطالعهٔ پدیده‌های الکتریکی ومغناطیسی و ارتباط این دو با هم می‌پردازد. از طرفی یکی از چهار نیروی بنیادی طبیعت است (سه نیروی دیگر نیروی هسته‌ای قوی، نیروی هسته‌ای ضعیف و گرانش هستند). در نظریهٔ الکترومغناطیس این نیروها به‌وسیلهٔ میدان‌های الکترومغناطیسی توصیف می‌شوند. الکترومغناطیس توصیفگر بیشتر پدیده‌هایی‌ست (به جز گرانش) که در زندگی روزمره اتفاق می‌افتد. الکترومغناطیس همچنین نیرویی‌ست که الکترون‌ها و پروتون‌ها را در داخل اتم‌ها پیش هم نگه می‌دارد. درحقیقت حامل همهٔ نیروهای درون مولکولی، نیروی الکترومغناطیسی است.

نیروی الکترومغناطیسی به دو صورت نیروی الکتریکی و نیروی مغناطیسی بروز می‌کند که این دو جنبه‌های مختلف از یک چیز (نیروی الکترومغناطیسی) هستند و از این رو ذاتاً یه یکدیگر مربوط اند. تغییر میدان الکتریکی تولید میدان مغناطیسی و برعکس تغییر میدان مغناطیسی تولید میدان الکتریکی می‌کند. این اثر به نام القای الکترومغناطیسی شناخته شده است و اساس کار ژنراتورهای الکتریکی، موتورهای القایی و ترانسفورمرها می‌باشد. میدان‌های الکتریکی عامل چند پدیدهٔ الکتریکی معمول مانند پتانسیل الکتریکی (مانند ولتاژ باتری) و جریان الکتریکی (مانند جریان برق) و میدان‌های مغناطیسی عامل نیروی مربوط با آهنرباها هستند. در الکترودینامیک کوانتومی ، نیروی الکترومغناطیسی بین ذرات باردار را می‌توان از طریق روش نمودارهای فاینمنمحاسبه کرد که در آن تصور می‌شود که ذرات پیام‌رسان به نام فوتن مجازی بین ذرات باردار مبادله می‌شود.

مفاهیم نظری الکترومغناطیس منجر به توسعه نسبیت خاص توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۵ شده‌است.

تاریخچه الکترومغناطیس

در ابتدا تصور بر این بود که الکتریسیته و مغناطیس به عنوان دو نیروی جدا از هم عمل می‌کنند. با این حال این تغییر دیدگاه، با انتشار رساله الکتریسیته و مغناطیس جیمز کلارک ماکسول در تاریخ ۱۸۷۳ است که در آن نشان داده می‌شود تعامل بارهای مثبت و منفی توسط یک نیرو تنظیم می‌شود. چهار اثر عمده ناشی از این تداخلات وجود دارد که به وضوح توسط آزمایش‌ها نشان داده شده‌اند: ۱۱-نیروی الکتریکی جذب و یا دفع کننده بارها توسط یک دیگر متناسب با معکوس مربع فاصله بین آن‌ها است. ۲-قطب مغناطیسی همیشه به صورت جفت توسط خطوط میدان مغناطیسی به هم متصل می‌شوند: قطب شمال مغناطیسی به قطب جنوب مغناطیسی متصل است. ۳-جریان الکتریکی در سیم حامل جریان، میدان مغناطیسی دایره‌ای اطراف سیم ایجاد می‌کند، که جهت آن بسته به جهت جریان است. ۴-هنگامی که حلقه سیم به سمت میدان مغناطیسی یا دور از میدان مغناطیسی حرکت کند و یا میدان مغناطیسی به سمت نزدیک شدن و یا دور شدن از آن نقل مکان کند، جهت آن بسته به جهت جریان در آن جنبش است. 

زمانی که هانس کریستین اورستد در حال آماده شدن برای سخنرانی شب در ۱۸۲۰ آوریل ۲۱ بود، مشاهدات شگفت‌آوری کسب کرد. او متوجه شد که سوزن قطب‌نما زمانی که جریان الکتریکی حاصل از باتری روشن و خاموش می‌شد، از قطب مثیت منحرف می‌گردید. این انحراف او را متقاعد کرد که، میدان‌های مغناطیسی از طرف یک سیم حامل جریان الکتریکی تأثیر می‌پذیرد و رابطه مستقیم بین الکتریسیته و مغناطیس وجود دارد. به زودی او یافته‌های خود را به چاپ رسانید که به نشان می‌داد جریان الکتریکی در اطراف یک سیم حامل جریان، تولید میدان مغناطیسی می‌کند. CGS واحد القاء مغناطیسی (oersted) است به نام و به افتخار او نام‌گذاری شده‌است.

این اتحاد که توسط مایکل فارادی مشاهده شد، توسط جیمز کلارک ماکسول گسترش یافت و بخشی از آن دوباره توسط الیور هویساید و هاینریش هرتز فرمول‌بندی شد ، یکی از بزرگ‌ترین دست‌آوردهای فیزیک ریاضی در قرن ۱۹ام به‌شمار می‌رود. از آن پس، الکترومغناطیس ٬٬همواره به عنوان مدلی برای توسعه فیزیک مطرح بوده است.

تاریخچه تجهیزات الکترومغناطیسی

  • ۱۸۰۰. برای اولین بار آلساندرو ولتای ایتالیایی از روی و نقره توان الکتریکی دائم (در مقابل جرقه یا الکتریستهٔ دائم) تولید کرد.
  • ۱۸۲۰ هانس کریستین اورستد با مشاهدهٔ تغییر جهت قطب‌نما با جریان الکتریکی میدان مغناطیسی را پیدا کرد. این اولین جابه‌جایی مکانیکی با جریان الکتریکی بود.
  • ۱۸۲۰ آندره ماری آمپر سیم پیچ استوانه‌ای را اختراع کرد.
  • ۱۸۲۱ مایکل فارادی دو آزمایش برای نشان دادن چرخش مغناطیسی طراحی کرد. او یک سیم آویزان را در معرض میدان مغناطیسی قرار داد و چرخش آن در یک مدار دوار را مشاهده کرد.
  • ۱۸۲۲ پیتر بارلو (انگلیسی) چرخ نخ‌ریسی را اختراع کرد. (چرخ بارلو = ماشین تک قطبی).
  • ۱۸۲۶–۱۸۲۵ ولیام استراگن (انگلیسی) آهنربای الکتریکی را اختراع کرد، که یک سیم پیچ با هسته آهنی به منظور افزایش میدان مغناطیسی بود.
  • ۱۸۲۷–۱۸۲۸ ایستوان (آنیوس) جدلیک (مجارستانی) اولین ماشین‌های دوار با برق وکموتاتور را اختراع کرد. اما او چنین سال پس از اختراع به فکر ثبتش افتاد و تاریخ دقیق آن مشخص نیست.
  • ۱۸۳۱ مایکل فارادی القای الکترومغناطیسی را کشف کرد. یعنی تولید جریان الکتریکی از تغییر میدان مغناطیسی (واکنش کشف اورستد).

دستگاه یکاها

در دستگاه یکاهای SI، یکاهای کمیت‌های الکترومغناطیسی عبارتند از:

  • آمپر (جریان)
  • کولن (شارژ)
  • فاراد (خازن)
  • هنری (اندوکتانس)
  • اهم (مقاومت)
  • ولت (پتانسیل الکتریکی)
  • وات (قدرت)
  • تسلا (میدان مغناطیسی)
  • وبر (شار)

 

فهرست مطالب:

فصل اول: بار و ماده

الکترو مغناطیس – سابقه تاریخی
 
بار الکتریکی
 
رساناها ونارساناها
 
قانون کولن
 
بار الگتریکی کوانتیده است
 
بار و ماده
 
بار پایسته است
 
فصل دوم: میدان المتریکی
 
میدان الکتریکی
 
خطوط نیرو
 
محاسبه E
 
بار نقطه ای در میدان الکتریکی
 
دوقطبی در میدان الکتریکی
 
فصل سوم: قانون گاوس
 
مقدمه
 
شار میدان الکتریکی
 
قانون گاوس
 
قانون گاوس و قانون کولن
 
رسانای عایق بندی شده
 
اثبات تجربی قوانین گاوس و کولن
 
قانون گاوس – بعضی کاربردها
 
فصل چهارم: پتانسیل الکتریکی
 
پتانسیل الکتریکی
 
پتانسیل و میدان الکتریکی
 
پتانسیل حاصل از یک بار نقطه ای
 
گروه بارهای نقطه ای
 
پتانسیل حاصل از یک دوقطبی
 
انرژی پتانسیل الکتریکی
 
محاسبه E با استفاده از V
 
رسانای عایق بندی شده
 
مولد الکترو ستاتیکی
 
فصل چنجم: ظرفیت ها و دی الکتریک ها
 
ظرفیت
 
محاسبه ظرفیت
 
انباشت انرژی در میدان الکتریکی
 
خازن مسطح با دی الکتریک
 
دی الکتریکها از دید اتمی
 
دی الکتریکها و قانون گاوس
 
فصل ششم: جریان و مقاومت
 
جریان و چگالی جریان
 
مقاومت ، مقاومت ویژه و رسانندگی
 
قانون اهم
 
قانون اهم – دید میکروسکوپیک
 
انتقال انرژی در مدار الکتریکی
 
فصل هفتم: نیرو محرکه الکتریکی و مدارها
 
نیروی محرکه
 
محاسبه جریان
 
مدارهای چند حلقه ای
 
اندازه گیری جریان و اختلاف پتانسیل
 
مدارهای RC
 
فصل هشتم: میدان مغناطیسی
 
میدان مغناطیسی
 
تعریف B
 
نیروی مغناطیس وارد بر جریان
 
گشتاور نیروی وارد بر حلقه جریان
 
بارهای در حال دوران
 
سیکلو ترونها و سنکرو ترونها
 
فصل نهم: قانون آمپر
 
قانون آمپر
 
دو رسانای موازی
 
محاسبه میدان حاصل از سیم لوله
 
قانون بیو – ساوار
 
فصل دهم: قانون القای فاراده
 
آزمایشهای فاراده
 
قانون القاء فاراده
 
قانون لنز
 
مطالعه کمی القاء
 
میدانهای مغناطیسی متغیر نسبت به زمان
 
فصل یازدهم: القاییدگی
 
القائیدگی
 
محاسبه القاییدگی
 
مدار RL
 
انرژی و میدان مغناطیسی
 
چگالی انرژی میدان مغناطیسی
 
به همراه مثال های حل شده مختلف در هر فصل.

دانلود

پیشگوی اعظم

من از دوران نوجوانی رویایی داشتم! رویای تاسیس یک مکان برای به اشتراک گذاشتن ایده ها و نظرات خودم و همچنین جایی برای دانشجویان و دانش آموزان عزیز که بتوانند تمامی مقالات و جزوات مورد نیاز خودرا از طریق یک سایت مرجع تامین کنند.اکنون،این رویا،godofdoc (خدای داکیومنت) نام دارد D:a

شاید این مطالب را هم دوست داشته باشید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *