ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ & ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ

ΣΤΟΧΟΙ Σ’ αυτό το μάθημα θα μάθουμε: Ποια σχέση έχει ο ηλεκτρισμός με το μαγνητισμό. Πώς μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι γύρω από αγωγό που διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα υπάρχει μαγνητικό πεδίο. Τις μορφές διαφόρων μαγνητικών πεδίων με αγωγούς.

Τι παρατήρησε το 1820 ο Χανς Κρίστιαν Έρστεντ (Hans Christian Ørsted) Μέχρι το 1820, ήταν γνωστό μόνο ένα είδος μαγνητισμού, αυτός που γινόταν από τους σιδερένιους μαγνήτες. Τι παρατήρησε το 1820 ο Χανς Κρίστιαν Έρστεντ (Hans Christian Ørsted)

Χανς Κρίστιαν Έρστεντ (Hans Christian Ørsted) 1977-1851 Ο Χανς Κρίστιαν Έρστεντ ήταν Δανός φυσικός και χημικός. Γενικότερα, διαμόρφωσε τη φιλοσοφία της Επιστήμης και τις σχετικές εξελίξεις μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα. Είναι περισσότερο γνωστός για την ανακάλυψη της σχέσεως μεταξύ Ηλεκτρισμού και Μαγνητισμού, που επιβεβαιώθηκε αργότερα και κατέληξε στις εξισώσεις του Μάξγουελ, ώστε οι φυσικοί να μιλούν πλέον μόνο για Ηλεκτρομαγνητισμό. Ο Έρστεντ γεννήθηκε στο Ρούντκομπινγκ της Δανίας και ενδιαφέρθηκε για την Επιστήμη από μικρό παιδί, ενώ εργαζόταν στο φαρμακείο του πατέρα του Søren Christian Ørsted.

Μαζί με τον αδελφό του Άντερς Σάντε Έρστεντ (μετέπειτα πρωθυπουργό της Δανίας), ο Χανς μορφώθηκε αρχικά διαβάζοντας στο σπίτι. Πήγαν στην Κοπεγχάγη το 1793 για να δώσουν εισαγωγικές εξετάσεις στο εκεί πανεπιστήμιο. Τα δύο αδέλφια πέρασαν τις εξετάσεις και διακρίθηκαν κατά τη διάρκεια των σπουδών τους εκεί. Το 1801, ο Χανς κέρδισε μια υποτροφία που του επέτρεψε να περάσει τρία χρόνια ταξιδεύοντας στην Ευρώπη. Στη Γερμανία συνάντησε τον Γιόχαν Βίλχελμ Ρίτερ, ένα φυσικό που πίστευε ότι υπήρχε κάποια σχέση ανάμεσα στον ηλεκτρισμό και το μαγνητισμό. Η σύνδεση αυτή φάνηκε λογική στον Έρστεντ, καθώς πίστευε στην ενότητα του φυσικού κόσμου και ότι επομένως κάποια σχέση θα πρέπει να υπάρχει μεταξύ των περισσότερων φυσικών φαινομένων.

Οι συζητήσεις του Έρστεντ με τον Ρίτερ οδήγησαν τον πρώτο στη μελέτη της φυσικής. Το 1806 έγινε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης και συνέχισε τις έρευνές του στο ηλεκτρικό ρεύμα και την ακουστική. Υπό την καθοδήγησή του, το Πανεπιστήμιο ανέπτυξε ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα Φυσικής και Χημείας, και δημιούργησε νέα εργαστήρια. Ενώ ετοιμαζόταν για μια βραδινή διάλεξη στις 21 Απριλίου 1820, ο Ørsted ετοίμαζε ένα πείραμα, όταν κάτι τον εξέπληξε: Πρόσεξε ότι η βελόνα μιας πυξίδας απέκλινε από τον μαγνητικό βορρά όταν το ηλεκτρικό ρεύμα από τη μπαταρία που χρησιμοποιούσε έρεε ή σταματούσε.

Αυτή η στροφή της βελόνας τον έπεισε ότι σε όλες τις πλευρές ενός σύρματος που μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργούνται μαγνητικά πεδία. Αυτό το πείραμα, που έμεινε στην Ιστορία της Επιστήμης ως «Πείραμα του Ørsted», επιβεβαίωσε την άμεση σχέση του ηλεκτρισμού με τον μαγνητισμό.

Εκείνη την εποχή ο Έρστεντ δεν πρότεινε κάποια ικανοποιητική εξήγηση για το φαινόμενο, ούτε και προσπάθησε να το αναπαραστήσει ποσοτικά-μαθηματικά. Ωστόσο, τρεις μήνες αργότερα άρχισε συστηματικότερες έρευνες. Σύντομα μετά δημοσίευσε τα ευρήματά του. Σήμερα, η μονάδα μέτρησης της μαγνητικής επαγωγής στο σύστημα μονάδων CGS ονομάζεται oersted προς τιμή της συνεισφοράς του στον Ηλεκτρομαγνητισμό. Οι ανακαλύψεις του Έρστεντ είχαν ως αποτέλεσμα την εντατική έρευνα της Ηλεκτροδυναμικής από την επιστημονική κοινότητα. Τα ευρήματα επηρέασαν τον Γάλλο φυσικό Αντρέ Μαρί Αμπέρ στο να βρει μια μοναδική μαθηματική σχέση για τις μαγνητικές δυνάμεις που αναπτύσσονται ανάμεσα σε ρευματοφόρους αγωγούς. Η ανακάλυψη του Έρστεντ αντιπροσωπεύει επίσης ένα σημαντικό βήμα προς μια ενοποιημένη σύλληψη της έννοιας της ενέργειας.

Με την ανακάλυψη αυτή του Hans Christian Oersted έγινε συσχέτιση του ηλεκτρισμού με το μαγνητισμό.

Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός Γύρω από έναν αγωγό που διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα, δημιουργούνται μαγνητικά φαινόμενα, παρόμοια με αυτά που δημιουργούνται γύρω από ένα μαγνήτη. Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ο ρευματοφόρος αγωγός, προκαλεί απόκλιση στη μαγνητική βελόνα.

Ευθύγραμμος Ρευματοφόρος αγωγός Το μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου αγωγού που διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα είναι ομόκεντροι κύκλοι που έχουν κέντρο τον αγωγό. Ο αντίχειρας του δεξιού χεριού δείχνει την κατεύθυνση του ρεύματος και τα άλλα δάκτυλα την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Ο κανόνας του δεξιού χεριού

Συμβολισμός της φοράς του ρεύματος σε μαγνητικό πεδίο Όταν η ένταση του ρεύματος έχει κατεύθυνση προς τον παρατηρητή συμβολίζεται με Αν η ένταση έχει αντίθετη κατεύθυνση συμβολίζεται με

Μαγνητικό πεδίο δύο παράλληλων ευθύγραμμων αγωγών (α) Με την ίδια φορά ρεύματος (β) Με αντίθετη φορά ρεύματος

Φωτογραφία μαγνητικού πεδίου Τα ρινίσματα σιδήρου δείχνουν τις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου δύο αγωγών με αντίθετη κατεύθυνση ρεύματος.

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ Το πείραμα του Έρστεντ Μαγνητικά πεδία Παράλληλων Ρευματοφόρων αγωγών Σχέση ηλεκτρισμού και μαγνητισμού ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ Μαγνητικό πεδίο Ρευματοφόρου αγωγού