Manyetizma ve Elektrik Arasındaki İlişki

Bir elektrik yükü hareket halindeyken, bir elektrik akımı üretir. Manyetizma, kuvvet çizgileri olarak tanımlanabilir. Manyetizma ve elektrik arasındaki ilişki ilk olarak on dokuzuncu yüzyılın başlarında fizikçi Hans Christian Oersted tarafından kuruldu. Elektrik akımı taşıyan bir telin yanına manyetik bir pusula iğnesi yerleştirildiğinde iğnenin saptığını gözlemledi. Bu, elektrik akımının yakın bölgede manyetik bir alan oluşturduğunu gösterdi. İngiliz fizikçi Michael Faraday, elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiyi daha ayrıntılı olarak açıklamaya devam etti. Ona göre, manyetik alanlar bir tel döngüsü ile değiştirilirse, telin içinde elektrik akımı üretilecektir.

Atomik Düzeyde Manyetizma ve Elektrik Arasındaki İlişki

• Hem pozitif hem de negatif kuvvetleri kullandığı için manyetizma ile elektrik arasında bir ilişki vardır.
• Her atom, negatif yüklü parçacıklardan, pozitif yüklü protonlardan ve nötr yüklü nötronlardan oluşan elektronlardan oluşur.
• Sırf atomda bu iki farklı yük bulunduğu için manyetizma ve elektrik olayı meydana gelir.
• Statik haliyle elektrik, pozitif ve negatif yüklerin dengesizliğinden başka bir şey değildir.
• Bir elektron çekirdek etrafında hareket ettiğinde, bir elektrik akımı döngüsü oluşur. Bu da elektriksel döngü içinde bir manyetik alan oluşmasına neden olur.
• Bunun, farklı malzeme türlerinde bulunan manyetik özelliklerin temeli olduğuna inanılmaktadır.

Elektrik ve Manyetik Alanların Özellikleri

Elektrik alanı, yüklü bir parçacığı çevreleyen alandır, burada başka bir yüklü parçacık girerse bir kuvvet yaşar. Manyetik alan, görünür manyetik etkinin bulunabileceği bir mıknatısı çevreleyen alandır. Bu iki alan birbiriyle ilişkilidir. Ünlü İskoç fizikçi ve matematikçi James Clerk Maxwell, elektrik ve manyetik alanların özellikleri arasındaki ilişkiyi ve devreleri içeren geometrik ilişkilerini açıklamak için bazı denklemler türetmiştir. Denklemlerinin türevleri şu şekilde açıklanmaktadır:

• Bir elektrik alanındaki herhangi bir değişiklik, bir manyetik alanın oluşmasına neden olur.
• Öte yandan, değişen manyetik alanlar elektrik alanları oluşturacaktır.
• Bir elektrik alanı sabit olduğunda, manyetik alan üretmez.
• Benzer şekilde, sabit bir değere sahip bir manyetik alan asla herhangi bir elektrik alanı üretmez.
• Manyetik tekellerin varlığı yoktur. Bu, hiçbir mıknatısın yalnızca bir kuzey kutbuna veya sadece bir güney kutbuna sahip olamayacağı anlamına gelir.
• Elektrik akımı düz bir telde taşındığında, bu şekilde üretilen manyetik alan teli dairesel bir şekilde çevreler. Bu durumda, elektrik alanın ve manyetik alanın yönü sağ el kuralını izler.
• Akım dairesel bir tel ile taşındığında, üretilen manyetik alan, bir kuzey kutbu ve bir güney kutbu varlığında bir çubuk mıknatısın manyetik alanıyla aynı olacaktır.
• Doğrusal bir manyetik alan sürekli değişiyorsa, dairesel bir elektrik alanı üretecektir.

Elektrik ve Manyetik Alanın Yüklü Parçacık Üzerindeki Etkileri

• Elektrik ve manyetik alan varlığında yüklü bir parçacığa uygulanan kuvvet miktarı Hollandalı fizikçi Hendrik Lorentz tarafından çıkarıldı.
• Denklemine göre, yüksüz bir parçacık bir elektrik alanına veya manyetik alana yerleştirilirse, her iki alan da parçacık üzerine herhangi bir kuvvet uygulamayacaktır. Statik formdaki yüklü bir parçacığın sabit bir manyetik alanda tutulması durumunda bile parçacık herhangi bir kuvvet hissetmeyecektir.

Manyetizma ve elektrik arasındaki ilişki bağımsız bir kavramdır ve birçok gerçek hayattaki çalışma prensibine uygulanır. Elektrik üreten manyetizma gibi olaylar ve elektriği indükleyen manyetik alandaki değişim, çeşitli faydalı cihazların çalışma prensibinin temelini oluşturur.