Trước tiên tất cả chúng ta hãy đến với những thông tin cơ bản nhất về định nghĩa và mối quan hệ giữa điện trường và từ trường
Từ trường biến thiên và điện trường xoáy
- Khi từ trường có sự thay đổi sẽ tạo ra từ trường xoáy ( vecto E là những đường cong khép kín).
- Điện trường xoáy được hiểu là điện trường có đường sức là đường cong kín.
Khi đó ta có : Nếu tại một nơi có 1 từ trường biến thiên theo thời hạn thì tại đó sẽ Open 1 điện trường xoáy .
Điện trường biến thiên và từ trường
- Từ trường của mạch dao động
- Trước hết ta cần xét mạch LC lý tưởng
- Khi điện trường biến thiên sẽ tạo ra từ trường, từ trường luôn xoáy.
Qua đó ta có : Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời hạn thì tại nơi đó Open một từ trường. Đặc trưng của đường sức điện từ khi nào cũng khép kín .
Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường
Thuyết điện từ Mắc – xoen
Giả thuyết 1:
Từ trường biến thiên theo thời hạn đều hoàn toàn có thể tạo ra những điện trường xoáy. Đặc điểm của điện trường xoáy là những đường sức từ bao quanh lấy đường cảm ứng .
Giả thuyết 2:
Điện trường biến thiên theo thời hạn đều sẽ sinh ra từ trường biến thiên .
Từ trường xoáy chính là từ trường mà khi đó những đường cảm ứng từ bao quanh những đường sức của điện từ .
Sau nhiều nghiên cứu và điều tra, Maxwell đã dẫn đến một Kết luận đó là không hề có từ trường hoặc điện trường tồn tại độc lập hay riêng không liên quan gì đến nhau. Mà điện trường nào khi biến thiên cũng sẽ sản sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào cũng sẽ tạo ra những điện trường biến thiên .
Điện trường và từ trường chính là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường duy nhất mang tên điện từ trường.
Sự lan truyền tương tác điện từ
Tại điểm O trong không gian, ta có E1 là điện trường biến thiên không tắt dần. Tại đây nó sẽ làm sản sinh ra các điểm lân cận 1 điện trường E2 biến thiên và lan rộng dần ra. Khi đó, khoảng cách giữa điện từ trường lan truyền trong không gian và điểm O sẽ càng xa cách nhau.
Qua đó, ta đi đến kết luận: Sự tương tác của điện từ sẽ được thực hiện bằng điện từ trường mà phải mất một khoảng thời gian nhất định để có thể truyền từ điểm này sang điểm kia.
Sự Viral tương tác điện từ
Hệ thống phương trình trường điện từ
Để hoàn toàn có thể thuận tiện biểu lộ được những trường điện từ, nhà vật lý Maxwell đã đưa ra những phương trình cơ bản. Tất cả tạo nên một hệ phương trình trường điện từ. Chúng thường được gọi tắt là phương trình Maxwell. Dưới đây là mạng lưới hệ thống những phương trình :
Phương trình Maxwell – Faraday
Đây là phương trình tiên phong của mạng lưới hệ thống. Nó miêu tả về mối liên hệ của điện trường xoáy và từ trường biến thiên .
Phương trình ở dạng vi phân
Phương trình ở dạng tích phân
Phương trình Maxwell – Ampere
Phương trình thứ hai được đặt tên là Maxwell – Ampere. Phương trình này sẽ cho ta thấy điện trường biến thiên được sinh ra từ trường giống như dòng điện dẫn .
Phương trình ở dạng vi phân
Phương trình khi ở dạng tích phân
Định lý Ostrogradski – Gauss với điện trường
Định lý này sẽ biểu lộ và diễn đạt đặc thù không khép kín của những đường sức điện trường tĩnh. Chúng sẽ đi từ điện tích âm và đi ra từ những điện tích dương đi .
Ta có phương trình ở dạng vi phân
Phương trình ở dạng tích phân:
Định lý Ostrogradski – Gauss với từ trường
Phương trình này chính là định lý miêu tả đặc thù khép kín của những đường sức từ. Theo đó thì từ trường chính là trường không có nguồn :
Phương trình ở dạng vi phân
Phương trình ở dạng tích phân
Các nguồn điển hình của điện từ trường
Thực tế, trường điện từ sống sót trong tự nhiên thường có giá trị rất nhỏ, dưới tác động ảnh hưởng của con người sẽ làm cho cường độ điện từ có trong môi trường tự nhiên tăng cao .
Dưới đây là những nguồn nổi bật của từ trường :
- Điện từ tồn tại ngay trong tự nhiên: Chúng được sinh ra bởi từ trường của trái đất và sấm chớp.
- Trường điện từ có sẵn ở trong cơ thể con người: Loại điện trường có tác dụng vẫn chuyển những thông tin trong hệ thần kinh
- Điện trường nhân tạo xuất hiện trong quá trình sản xuất, truyền tải và trong quá trình sử dụng điện năng của con người.
Các nguồn nổi bật
Tác dụng của điện từ trường là gì?
Điện từ trường mang nhiều tính chất khác nhau, khi đó các dải phổ điện từ khác nhau cũng có những sự tác động khác nhau đối với các sinh vật sinh học. Trong quá trình này, năng lượng của các photon riêng lẻ là đặc biệt đáng kể. Nó có thể tăng lên không ngừng với tần suất ngày càng tăng.
Nó nằm trong loại “ bức xạ không ion hóa ”. Khác với bức xạ ion hóa, những photon của bức xạ không ion hóa không đủ nguồn năng lượng để ion hóa những nguyên tử và phân tử. Điều này sẽ “ đẩy ” những điện tử ra khỏi vỏ và tác dụng là tạo ra những hạt ( ion ) mang điện dương. Trong số những thứ khác, nó có nghĩa trái ngược với bức xạ X – nguồn năng lượng của chúng quá thấp. Và không đủ gây ra thiệt hại trực tiếp cho vật chất di truyền, nó tương quan trực tiếp đến sự tăng trưởng của những tế bào ung thư .
Tuy nhiên, trường điện từ hoàn toàn có thể gây hại đến sức khỏe thể chất theo 1 số ít cách khác nhau như :
- Điện trường và từ trường tần số thấp có thể tạo ra điện trường và dòng điện trong cơ thể con người.
- Trường điện tử tần số cao có thể làm nóng mô sinh học.
Do đó cần phải thực thi những giải pháp bảo vệ bức xạ. Đảm bảo rằng những cường độ của những nghành là thấp để hạn chế những thiệt hại về sức khỏe thể chất xảy ra .
Các ứng dụng của điện từ trường
Điện trường là một phần quan trọng của đời sống, nó được ứng dụng vào nhiều nghành nghề dịch vụ như :
#1: Thiết bị gia dụng
Trong ngôi nhà của chúng có rất nhiều những thiết bị sử dụng nguyên tắc hoạt động giải trí của trường điện tử. Có thể kể đến như đèn, quạt, điện loa, thiết bị căn phòng nhà bếp, mạng lưới hệ thống điều hòa, mạng lưới hệ thống báo động, …
#2: Ứng dụng công nghiệp
Trong những xưởng sản xuất, nhà máy sản xuất đều sử dụng những dụng cụ, thiết bị quản lý và vận hành theo nguyên tắc điện tử. Một trong những loại máy được sử dụng thông dụng nhất chính là máy phát điện, động cơ là nguồn điện chính của ngành công nghiệp .
Ngoài ra những đoàn tàu bay bằng từ tính cũng sử dụng nguyên tắc điện từ. Chúng chạy trên dây theo nguyên tắc của nam châm từ như EMS và EDS .
Ứng dụng trong công nghiệp
#3: Hệ thống thông tin liên lạc
Đối với điện thoại di động hay bất kể thiết bị liên lạc nào đều có nguồn năng lượng âm thanh được quy đổi thành nguồn năng lượng điện tử. Ví dụ máy phát vô tuyến truyền nguồn năng lượng điện từ cho máy thu. Ở đầu máy thu, nguồn năng lượng điện từ lại chuyển thành nguồn năng lượng âm thanh .
#4: Hệ thống y tế
Các thiết bị y tế như phương pháp tăng thân nhiệt điều trị ung thư. Hay chụp cộng hưởng từ và cấy ghép hoạt động trên nguyên tắc điện từ. Chúng đều có ra một kết quả chính xác, rõ ràng để hỗ trợ cho quá trình điều trị.
Ứng dụng trong y tế
