Fysiikka on tutkimus kaikista luonnollisista asioista valosta, sähköstä, hiukkasista, mustien aukkojen ja pimeän aineen tutkimuksesta avaruudessa, magneettien puoleisesta vetovoimasta toisiaan kohti maapallon kiertokulkuun auringon ympäri.
Magnetismi ja sähkö ovat eräitä edistyneimmistä ja helpoimmista tutkimuksista fysiikan alalla. Tärkeimmät fysiikan käsitteet pyörivät magnetismin ja sähkön ympärillä, näitä termejä käytetään usein yhdessä, ja ne molemmat liittyvät toisiinsa, mikä synnytti sähkömagnetismin. Silti eroja on valtava, ja molemmilla on erilaiset ominaisuudet.
Sähkö vs magnetismi
Ero sähkön ja magnetismin välillä on sähkö siinä, että magnetismi syntyy, kun kahden liikkuvan varauksen välillä on vuorovaikutus, jossa samanlaiset navat hylkivät toisiaan, mutta toisin kuin navat vetävät toisiaan puoleensa. Sähkön ja magnetismin väliset ilmiöt johtivat sähkömagnetismin löytämiseen.
Taulukko sähkön ja magnetismin vertailu
| Vertailuparametrit | Sähkö | Magnetismi |
| Merkitys | Kun vapaat elektronit liikkuvat yhdessä haluttuun suuntaan, syntyy sähköä. | Sen muodostuminen riippuu sähkön rakentamisesta, joka johtaa magneettikentän muodostumiseen. |
| Monopolien läsnäolo | Monopoleja esiintyy sähkössä, jossa on joko positiivinen tai negatiivinen varaus. | Magneetissa ei ole monopoleja, koska ne vetoavat vastakkaisiin varauksiin. |
| Muodostus | Se muodostuu staattisten varausten tai vapaasti liikkuvien elektronien läsnäolon vuoksi. | Magneettikenttä syntyy aina, kun on vapaasti liikkuvia varauksia, jotka ovat sähköä; magnetismia ei voi olla ilman sähköä. |
| Dipolien läsnäolo | Dipoleja ei ole sähkössä; sillä on vain joko kaksi varausta, positiivinen tai negatiivinen. | Dipolit esiintyvät magnetismissa pohjois- ja etelänavana eivätkä koskaan ole olemassa itsenäisesti. |
| Käyttää | Sitä käytetään ja löytyy kaikkialta AC:sta lämmittimiin ja sähkölaitteissa. | Se löytyy tietokoneen osista levykkeinä tietojen tallentamiseksi. |
Mitä on sähkö?
Sähkö on ilmiö, jonka Benjamin Franklin kuvasi ensimmäisen kerran 1700-luvulla. Se määritellään sähkövarausten virtaukseksi, joka on näkymätön voima.
Sähköä käytetään nykyään moniin tarkoituksiin televisioiden pitämisestä valaistuna ja kodin valaistuksena ohjaamaan veden virtausta padot, jotka auttavat veden toimittamisessa. Sähköllä on kaksi näkökohtaa: johtimet ja eristimet, johtimet tai muut aineet, joiden läpi sähkö voidaan siirtää nopeasti, esimerkiksi kaikenlainen metalli, jopa ihmiskeho, on suuri sähkönjohdin; eristimet ovat esineitä, jotka eivät päästä sähköä kulkemaan niiden läpi. Esimerkiksi kumista ja muovista sähkövoimaa kutsutaan myös monopoleiksi johtuen vain positiivisesta tai negatiivisesta varauksesta sähkövirrassa.
Varauksia on kahdenlaisia staattista sähköä ja virtasähköä. Staattinen sähkö muodostuu hankaamalla kahta esinettä samanaikaisesti erittäin nopeasti tuottaen pienen määrän sähköä. Staattista sähköä voidaan tuottaa jopa eristeillä. Esimerkiksi kumi, virtasähkö on sähköä, jota käytetään pääosin kaikin puolin. Se määritellään varautuneiden hiukkasten vapaana virtauksena, joka voidaan kuljettaa vain johtimien läpi. Virtoja on kahta tyyppiä, AC ja DC.
AC, joka tunnetaan myös nimellä vaihtovirta, on virtaa, jota käytetään kodeissamme, ja tasavirta on virtaa, joka kulkee eteenpäin erittäin suurella nopeudella ilman esteitä ja joka ei sovellu käytettäväksi esimerkiksi kodeissa ja tehtaissa.
Mikä on magnetismi?
Magnetismi määritellään ilmiöksi, joka on kahden eri liikkuvan varauksen välinen vuorovaikutus, jossa navat joko vetävät puoleensa tai hylkivät toisiaan. Toisin kuin navat, vetävät aina puoleensa toisiaan, mikä on pohjoinen ja etelä, ja vastaavat navat aina hylkivät toisiaan, mikä on pohjoinen ja pohjoinen tai etelä ja etelä.
Magneettikenttä muodostuu, kun esineen läpi johdetaan sähköä, joka luo magneettikentän sen ympärille ja esineitä voidaan magnetoida alueella. Magneettikenttä ei ole näkymätön voima; toisin kuin sähkö, se voidaan tarkistaa kompassilla tai magneettisella neulalla, joka näyttää taipuman, kun se asetetaan magneettikenttään.
Magneetti on dipolaarinen järjestelmä kahdesta napasta johtuen; magneettia käytetään monissa esineissä, tietokoneen osista tietojen tallentamiseen sähkömagneettiin. Sähkömagneetti on magneettiluokka, jossa kohteen ympärillä oleva magneettikenttä luodaan sähköllä. Se koostuu kuparikelasta. Kun virta kulkee läpi, se toimii magneettina, joka alkaa houkutella magneettisia kappaleita sitä kohti; sen intensiteettiä voidaan ohjata käyttämällä virtaa enemmän magneettista vetovoimaa; jos virtaa pienennetään, magneettikenttä pienenee. Sähkömagneettia käytetään nykyaikaisessa teollisuudessa raskaiden ulkoisten esineiden poimimiseen ja pudotukseen. William Gilbert oli ensimmäinen henkilö, joka otti käyttöön termin magnetismi.
Tärkeimmät erot sähkön ja magnetismin välillä
- Sähköä muodostuu vapaasti liikkuvien varautuneiden hiukkasten ansiosta, mikä on näkymätön voima. Sitä vastoin magnetismi muodostuu kahden varautuneen hiukkasen välisestä vetovoimasta, magneetin vastakkaiset navat vetävät toisiaan puoleensa, mutta samat navat hylkivät toisiaan.
- Sähkö on yksinapainen järjestelmä, jossa sähkössä on yksi napa, joka on joko positiivinen tai negatiivinen. Sitä vastoin magnetismi on dipolaarinen järjestelmä, joka johtuu kahden pohjoisen ja etelän navan läsnäolosta.
- Sähköä voidaan muodostaa jopa staattisen varauksen ollessa läsnä. Sitä vastoin magnetismi ei voi selviytyä kiinteän energian periaatteella, koska sillä on oltava jatkuva sähkövirta, minkä vuoksi se käyttää nykyistä sähköperiaatetta.
- Sähköä voi olla myös itsenäisesti ilman magneettista varausta. Sitä vastoin sähkövirran virtaus tarvitaan muodostamaan magneettikenttä jatkuvan varaustien luomiseksi.
Johtopäätös
Edellisestä on selvää, että magnetismi ja sähkö ovat molemmat hyvin erilaisia.
Magnetismi on vetovoima kahden varautuneen hiukkasen välillä, mutta sähkö muodostuu vapaasti liikkuvien elektronien liikkeestä. Sähköä käytetään päivittäin; magnetismi saattaa tuntua kapealta käsitteeltä, mutta sitä käytetään elektronisissa laitteissa, kuten tietokoneissa, arkaluontoisten tietojen tallentamiseen. Sähköä voi olla ilman magnetismia, mutta magnetismi vaatii sähköä muodostukseen.
Viitteet
books.google.com/books?hl=fi&lr=&id=x58oAwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP1&dq=electricity+and+magnetism&ots=RpUPxRgpZc&sig=XmodXrEBR_aw0etmPhb7CJD3wBo
