Lekcja 1 — Oddziaływania elektromagnetyczne

1. Czym są oddziaływania elektromagnetyczne?

Oddziaływania elektromagnetyczne to jeden z podstawowych rodzajów oddziaływań w przyrodzie. Obejmują zarówno zjawiska elektryczne, jak i magnetyczne, które w rzeczywistości są przejawami tego samego — pola elektromagnetycznego.

To pole powstaje wszędzie tam, gdzie występują:

* ładunki elektryczne (spoczywające lub w ruchu),

* prąd elektryczny,

* magnesy,

* zmiany pola elektrycznego lub magnetycznego.

2. Rodzaje oddziaływań

a) Oddziaływania elektrostatyczne

Dotyczą ładunków elektrycznych.

* Ładunki jednoimienne się odpychają.

* Ładunki różnoimienne się przyciągają.

Przykłady:

* przyciąganie skrawków papieru przez naelektryzowaną linijkę,

* iskra z klamki po chodzeniu w wełnie.

b) Oddziaływania magnetyczne

Dotyczą magnesów oraz przewodników z prądem.

* Bieguny jednoimienne (N–N, S–S) odpychają się.

* Bieguny różnoimienne (N–S) przyciągają się.

Przykłady:

* igła kompasu ustawia się w polu magnetycznym Ziemi,

* przyciąganie stalowych przedmiotów przez magnes.

c) Oddziaływania elektromagnetyczne prądu

Prąd elektryczny w przewodniku wytwarza pole magnetyczne.

To pole może oddziaływać:

* na magnesy,

* na inne przewodniki z prądem,

* na ruchome ładunki elektryczne.

Przykłady:

* działanie silnika elektrycznego,

* przyciąganie rdzenia przez elektromagnes,

* siła działająca na drut z prądem w polu magnesu (siła elektrodynamiczna).

—

3. Skutki oddziaływań elektromagnetycznych

Oddziaływania te mogą powodować m.in.:

* przyciąganie i odpychanie ciał,

* zmianę kierunku ruchu ładunków i przewodników,

* powstawanie siły działającej na drut z prądem w polu magnetycznym,

* działanie urządzeń: silnik elektryczny, głośnik, prądnica, elektromagnes.

W praktyce oznacza to, że wiele urządzeń codziennego użytku działa dzięki oddziaływaniom elektromagnetycznym — od kompasu, przez dzwonek elektromagnetyczny, aż po ładowarki indukcyjne.

Zadania typu TAK/NIE

• Czy pole magnetyczne może oddziaływać na magnes?
• Czy pole elektryczne i magnetyczne są przykładami oddziaływań elektromagnetycznych?
• Czy każdy przewodnik z prądem wytwarza pole magnetyczne?
• Czy oddziaływanie elektromagnetyczne działa wyłącznie na ładunki nieruchome?
• Czy magnes może przyciągać przedmioty z aluminium?

—

Zadania opisowe

• Wymień dwa przykłady skutków oddziaływań elektromagnetycznych w życiu codziennym.
• Opisz różnicę między polem elektrycznym a magnetycznym.
• Podaj przykład urządzenia, które działa dzięki oddziaływaniu elektromagnetycznemu.

—

Zadania obliczeniowe (proste)

• Źródło pola elektrycznego wytwarza siłę $F = 0{,}2$ N na ładunek $q = 0{,}01$ C. Oblicz natężenie pola:

$$E = \frac{F}{q}$$

• Ładunek w polu elektrycznym doświadcza siły $F = 0{,}05$ N, a natężenie pola wynosi $E = 10$ N/C. Oblicz ładunek.