Электрическое поле против магнитного поля — разница и сравнение — Образование
Видео: Электрическое и магнитное поля. Занимательная физика.Содержание
- Сравнительная таблица
- Что такое электрические и магнитные поля?
- Природа
- Движения
- Единицы
- Сила
Область вокруг магнита, в которой действует магнитная сила, называется магнитным полем. Он производится перемещением электрических зарядов. Наличие и сила магнитное поле обозначается «линиями магнитного потока». Эти линии также указывают направление магнитного поля. Чем ближе линии, тем сильнее магнитное поле, и наоборот. Когда частицы железа помещаются над магнитом, хорошо видны силовые линии. Магнитные поля также генерируют энергию в частицах, которые с ними соприкасаются. Электрические поля генерируются вокруг частиц, несущих электрический заряд. Положительные заряды притягиваются к нему, а отрицательные — отталкиваются.
Движущийся заряд всегда имеет как магнитное, так и электрическое поле, и именно по этой причине они связаны друг с другом.
Сравнительная таблица
| Электрическое поле | Магнитное поле | |
|---|---|---|
| Природа | Создан вокруг электрического заряда | Создан вокруг движущегося электрического заряда и магнитов |
| Единицы | Ньютон на кулон, вольт на метр | Гаусс или Тесла |
| Сила | Пропорционально электрическому заряду | Пропорционально заряду и скорости электрического заряда |
| Движение в электромагнитном поле | Перпендикулярно магнитному полю | Перпендикулярно электрическому полю |
| Электромагнитное поле | Генерирует VARS (емкостный) | Поглощает VARS (индуктивно) |
| полюс | Монополь или диполь | Диполь |
Подробное сравнение продолжается ниже.
Что такое электрические и магнитные поля?
На веб-сайте Puget Sound Energy (PSE) приведены объяснения электрических и магнитных полей, что они такое и как они создаются:
Магнитные поля создаются всякий раз, когда есть электрический ток. Это также можно представить как поток воды в садовом шланге. По мере увеличения протекающего тока уровень магнитного поля увеличивается. Магнитные поля измеряются в миллигауссах (мГс). An
электрическое поле возникает везде, где присутствует напряжение. Электрические поля создаются вокруг приборов и проводов везде, где есть напряжение. Вы можете представить себе электрическое напряжение как давление воды в садовом шланге — чем выше напряжение, тем сильнее напряженность электрического поля. Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метр (В / м). Сила электрического поля быстро уменьшается по мере удаления от источника. Электрические поля также могут быть экранированы многими объектами, такими как деревья или стены здания.
Природа
Электрическое поле — это, по сути, силовое поле, которое создается вокруг электрически заряженной частицы. Магнитное поле создается вокруг постоянного магнитного вещества или движущегося электрически заряженного объекта.
Движения
В электромагнитном поле направления движения электрического и магнитного полей перпендикулярны друг другу.
Единицы
Единицы измерения напряженности электрического и магнитного поля также различны. Сила магнитного поля представлена либо гауссом, либо тесла. Напряженность электрического поля выражается в Ньютонах на кулон или в вольтах на метр.
Сила
Электрическое поле на самом деле представляет собой силу на единицу заряда, испытываемую неподвижным точечным зарядом в любом заданном месте внутри поля, тогда как магнитное поле обнаруживается силой, которую оно оказывает на другие магнитные частицы и движущиеся электрические заряды.
Однако обе концепции прекрасно взаимосвязаны и сыграли важную роль во многих новаторских инновациях.
Их взаимосвязь можно ясно объяснить с помощью уравнений Максвелла, набора дифференциальных уравнений в частных производных, которые связывают электрические и магнитные поля с их источниками, плотностью тока и плотности заряда.
в чем разница между силовыми линиями
Магнитное и электрическое поля часто рассматриваются вместе, поскольку их можно назвать двумя сторонами одной медали. Для рассматриваемых понятий характерно много общих черт. К примеру, оба поля создаются электрическими зарядами. К тому же на все заряженные тела оказывает воздействие кулоновская сила. При этом существует и много отличий магнитного поля от электрического. Они затрагивают источники, графическое изображение, единицы измерения.
Содержание
Что такое электрическое поле?
В физике под этим понятием принято понимать векторное поле, которое формируется вокруг частиц или тел, обладающих определенным зарядом. Электрическое поле считается одной из двух неотъемлемых составляющих электромагнитного поля.
Чтобы лучше разобраться в природе этого явления, нужно вспомнить, что такое кулоновская сила. Закон Кулона служит для определения степени взаимодействия между каждым из пары точечных электрических зарядов. При этом он учитывает сведения об интервале между ними.
Чтобы разобраться в напряженности явления, стоит обратиться к такому примеру:
- Есть 2 тела, которые обладают зарядом. При этом одно из них является неподвижным, а второе – перемещается вокруг первого.
- Кулоновская сила в этом случае равняется произведению заряда и напряженности.
- Напряженность будет включать параметр центрального заряда и квадрат расстояния от центра до второго тела.
Примечательно, что для каждой точки электрического поля параметр кулоновской силы и направление будут отличаться.
В силу разницы направлений в разных точках понятие считается векторным.
В силу разницы направлений в разных точках понятие считается векторным.Что такое магнитное поле?
Под этим термином в физике понимают силовое поле, которое оказывает влияние исключительно на движущиеся тела, частицы или заряды. Каждый из элементов характеризуется магнитным моментом. Сила в таком случае меньше зависит от движения заряда. В качестве заряженных частиц в этом случае выступают электроны. Что касается напряженности этого вида поля, величина будет находиться в прямой пропорции от скорости заряда и его параметров.
В качестве лучшего примера стоит привести планету Земля. Ее центральная часть состоит из раскаленного железа. Как и другие металлические объекты, он может перемещать по себе электроны. Именно поэтому наибольшее магнитное поле на Земле формируется самой планетой, или ее центром, если сказать точнее. Если это поле исчезнет, высока вероятность катастроф и даже гибели живых организмов.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»
В качестве более стандартного примера такого понятия стоит привести электромагниты.
Они, как правило, включают провода, которые обмотаны вокруг ферромагнетиков. Эти элементы представляют собой ряд веществ, которые приобретают магнитные характеристики лишь в том случае, если их температура ниже конкретного уровня. Последний параметр называют в физике температурой Кюре. По сути, ферромагнетики считаются уникальными элементами. Они вступают во взаимодействие с магнитным полем, но при этом не несут движущихся зарядов.
В чем разница между электрическим полем и магнитным полем?
Оба рассматриваемых понятия считаются силовыми. Это означает, что в каждой точке пространства, в которой действует поле, на заряд влияет конкретная сила. В другой точке ее значение будет отличаться. Электромагнитное поле оказывает воздействие на заряженные тела и частицы. При этом оно действует на все заряды, тогда как магнитное поле – исключительно на движущиеся.
Существуют вещества, которые взаимодействуют с магнитным полем, но не включают движущиеся заряды. К ним, в частности, относятся ферромагнетики.
Этим понятие отличается от электрического поля, поскольку аналогичных веществ для него не существует. У магнитов, естественных или намагниченных тел существует 2 полюса. Их называют южным и северным.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»
Обычные электрические заряды считаются сравнительно однородными. Они не включают полюсов. При этом для таких зарядов характерно 2 типа – положительные и отрицательные. Знак оказывает воздействие на направление кулоновской силы. Как следствие, это влияет на взаимодействие двух заряженных частиц. Знак не будет оказывать влияния на взаимодействие других заряженных частиц с магнитным полем. Он только поменяет местами полюса.
Отличается и графическое изображение рассматриваемых физических явлений. Линии напряженности электрического поля обладают началом и концом. Их можно визуализировать. В качестве примера стоит привести кристаллы хинина в масле.
Линии индукции замкнуты. Их тоже можно визуализировать. Примером этого служат металлические опилки.
Отдельно стоит упомянуть электромагнитное поле, которое обладает характеристиками как электрического, так и магнитного поля. Это означает, что оно способно в определенных условиях поворачивать стрелку компаса и перемещать электрически заряженные частицы. Обе составляющие имеют тесную взаимосвязь друг с другом. Каждая из них отличается своим энергетическим запасом. Именно он влияет на энергию всего электромагнитного поля.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»
Возникновение электромагнитного поля возможно при любом, даже небольшом изменении тока в проводниках. При этом оно оказывает влияние на прилегающие зоны пространства, передает им собственную энергию. В результате в этих местах тоже появляется электромагнитное поле.
Сравнительная таблица
Главные особенности и отличия рассматриваемых понятий приведены в таблице:
| Критерий | Электрическое поле | Магнитное поле |
| Источник поля | Электрический заряд. | Магнит, ток. |
| Обнаружение поля | При взаимодействии заряженных частиц. | При взаимодействии магнитов, проводников с током. |
| Графическое изображение | Силовые линии или линии напряженности. | Силовые линии или линии магнитной индукции. |
| Характер линий | Имеют начало и конец. Начало силовых линий находится на положительных зарядах, а конец – на отрицательных. | Являются замкнутыми. Линии выходят из северного полюса и входят в южный. В магните они замыкаются. |
| Взаимодействие элементов | Разноименные заряженные частицы притягиваются, одноименные – отталкиваются. | Разноименные магнитные полюса притягиваются, одноименные – отталкиваются. |
| Силовая характеристика | Вектор напряженности, измеряется в ньютонах на кулон. | Вектор магнитной индукции, единицей измерения является тесла. |
| Индикаторы поля | Мелкие кусочки бумаги Электрический султан Электрическая гильза. | Металлические опилки Магнитная стрелка Замкнутый контур с током. |
| Принцип суперпозиции | Напряженность поля в определенной точке равна векторной сумме напряженностей полей, которые создаются каждым из зарядов по отдельности. | Магнитная индукция результирующего поля представляет собой векторную сумму индукции полей, которые создаются каждым источником по отдельности. |
Выводы
Оба рассматриваемых понятия изучаются разделом физики, который называется электромагнетизмом. Они представляют собой отдельные объекты, но имеют тесную взаимосвязь друг с другом. Электрическим полем называют область вокруг перемещающейся электрически заряженной частицы. Она также создает магнитное поле.
Электрическое поле и магнитное поле
Когда заряд присутствует в любой форме, вокруг каждой точки пространства создается поле, известное как электрическое поле.
Значение E, также известное как напряженность электрического поля или напряженность электрического поля, или просто электрическое поле, используется для представления величины и направления электрического поля. Электрические заряды в движении образуют магнитное поле. Присутствие железа в непосредственной близости от этого поля заставляет его воздействовать на вещество. В вакууме может создаваться и распространяться магнитное поле. В результате магнитное поле обладает большей способностью накапливать энергию, чем электрическое поле, поэтому оно используется почти во всех электромеханических устройствах, включая трансформаторы, двигатели и даже генераторы.
Когда присутствует электрический заряд, он создает вокруг себя электрическое поле, которое также действует как множитель силы на все другие заряды. Либо притягивает их, либо отталкивает. Электронное поле — это общепринятая аббревиатура электрического поля. Электростатическая или кулоновская сила/единица заряда, действующая на бесконечно малый положительный пробный заряд, покоящийся в заданном месте пространства, математически характеризуется как векторное поле.
Напряженность электрического поля измеряется в вольтах/метрах. (В/м). Единица напряженности электрического поля Ньютон/кулон (N/C) также актуальна. Электрические заряды или изменяющиеся во времени магнитные поля генерируют электрические поля.
Электрический заряд или совокупность электрических зарядов создает вокруг себя электрическое поле. Любой заряженный объект, помещенный в это поле, будет испытывать электростатическую силу в результате взаимодействия между полем и зарядом объекта. Силовые линии показывают силу, которую испытала бы положительно заряженная частица, если бы она находилась в поле в данный конкретный момент времени.
Движение электрических зарядов также может быть вызвано изменяющимся магнитным полем. Это явление часто применяется в электрических генераторах для создания электрического тока в проводах, что полезно для выработки электроэнергии. Большие изменения в магнитном поле, а также скручивание проволоки могут увеличить индуцированный ток. Намотка проволоки позволяет большему количеству проволоки подвергаться воздействию изменяющегося магнитного поля.
Величина и направление магнитного поля являются векторными величинами (т. е. обе они имеют величину и направление), а направление магнитного поля — от северного полюса к южному полюсу. При наличии линий магнитного поля всегда образуются замкнутые кривые, а сила определяется тем, насколько близко линии магнитного поля расположены друг к другу. Когда силовые линии магнитного поля ближе к магнитному материалу, они ближе друг к другу; когда они находятся дальше от материала, они дальше друг от друга.
В конце концов, магнитные поля создаются движением заряженных частиц. Когда ток течет по прямому проводу, мы можем видеть магнитное поле, которое окружает его по мере его движения. Мы используем это явление для питания двигателей и даже для хранения информации на жестких дисках и в памяти компьютеров.
Можно усилить магнитное поле, окружающее проводник с током, свернув провод и/или увеличив ток, протекающий по нему. В магнитном поле силовые линии представляют собой силу, которую испытал бы магнит на его северной стороне, если бы он находился в поле в этом конкретном месте.
Электрическое поле | Магнитное поле |
|
|
Формула F = (E + v B) описывает соотношение между электрическим и магнитным полями.
В соответствии с определяющими соотношениями электрическое смещение D и магнитная напряженность H связаны с электрическим полем и плотностью магнитного потока формулами: D= E, B= H.
магнитные поля генерируют электрические поля. Электронное поле — это общепринятая аббревиатура электрического поля. Напряженность электрического поля измеряется в вольтах/метрах. Единица напряженности электрического поля Ньютон/кулон (N/C) также актуальна. Магнитные поля создаются движением заряженных частиц. В магнитном поле силовые линии представляют собой силу, которую испытал бы магнит на его северной стороне, если бы он находился в поле в этом конкретном месте. Величина и направление магнитного поля являются векторными величинами.
Разница между электрическим полем и магнитным полем: знать детали
Дом »Физика
Шашанк Рангувар | Обновлено: 9 августа 2022 г. 13:41 IST
0
Сохранить
Скачать публикацию в формате PDF Электрическое поле возникает из-за наличия статических зарядов, а движущиеся заряды создают магнитное поле.
Это одно из основных различий между ними, основанное на их происхождении.
В этой статье обсуждается концепция электрического поля и магнитного поля по отдельности, а далее мы обдумываем все возможные параметры, на основе которых мы будем говорить о разнице между электрическим полем и магнитным полем.
Что такое электрическое поле?
Электрическое поле представляет собой область пространства вокруг электрически заряженной частицы/объекта, в которой все другие частицы/объекты с электрическим зарядом испытывают силу. Сила, которую испытывают заряженные частицы/объекты, может быть притягивающей или отталкивающей. Или, другими словами, электрическое поле можно описать как свойство, связанное с каждой точкой пространства, где присутствуют электрические заряды. Майкл Фарадей был первым физиком, который ввел понятие электрического поля.
Математически электрическое поле описывается как электрическая сила на единицу заряда.
Электрическое поле = Сила/Заряд
Поскольку сила является векторной величиной, электрическое поле также является векторной величиной, т.
е. имеет величину и направление. Направление электрического поля зависит от заряда, т. е. для положительного заряда электрическое поле направлено радиально наружу, а для отрицательного заряда — радиально внутрь.
Направление электрического поля линий изображено на рисунке ниже.
https://blogmedia.testbook.com/blog/wp-content/uploads/2022/06/attraction-repulsion-of-electric-charges-1-9c2c435f.png
Давайте теперь изучим физическое значение электрическое поле.
Физическое значение электрического поля
Статическое состояние:В статических условиях, если система зарядов находится в стабильном состоянии, электрическое поле представляет собой не что иное, как окружение заряда. Она отличается от одной позиции к другой.
Нестатическое состояние: Если движение зарядов ускоряется, то электромагнитные волны распространяются со скоростью света, воздействуя на другие заряды. Так передается энергия.
Электрическое поле, связанное с системой зарядки, не зависит от пробного заряда, а взаимодействие между зарядами полностью электромагнитное.
Если у нас два заряда, то эффект первого заряда на второй проявляется не сразу. Существует временная задержка между причиной и следствием, поскольку электромагнитные волны создаются скоростью первого заряда, а затем распространяются со скоростью света.
Под электрическим полем понимают его воздействие, т. е. силу, действующую на заряд.
Они могут переносить энергию. Таким образом, распространяющееся электромагнитное поле, имеющее источник, будет сдерживаться электромагнитным полем при включении и выключении.
Что такое магнитное поле?
Область вокруг магнитного материала (магнита) или движущегося заряда, в которой действует сила магнетизма, называется магнитным полем.
Магнитное поле обозначено буквой B,
\(B=\frac{\mu_{o} I}{2 \pi r}\)
Где I — сила тока, а R — радиус.
Единица измерения магнитного поля — Тесла или Гаусс.
В магните два полюса:
1)Север
2)Юг
Все магниты имеют поле вокруг себя, независимо от формы. Эти полюса магнита могут оказывать либо отталкивающее, либо притягивающее действие.
Ниже приведено изображение силовых линий вокруг магнитов.
Плотность линий определяет величину магнитного поля. По мере удаления от магнита мы заметим, что силовые линии не становятся более плотными; следовательно, поле слабее.
Есть два способа изобразить магнитное поле:
- Векторное поле: Это математический способ изображения. Поскольку магнитное поле имеет величину и направление, оно относится к категории векторного поля, где длина вектора зависит от силы магнитной силы.
- Линии магнитного поля: Это воображаемые линии вокруг магнита. Плотность линий зависит от величины магнитного поля, то есть линии вокруг северного и южного полюсов невероятно плотные. По мере нашего продвижения плотность уменьшается, что означает уменьшение величины магнитного поля.
Разница между электрическим полем и магнитным полем
Мы уже обсуждали понятия электрического поля и магнитного поля. Для лучшего понимания попробуем дифференцировать их по нескольким критическим параметрам.
| Параметры | Электрическое поле | Магнитное поле |
| Блок | Ньютон/Кюлон или Вольт/Меттер 996969 | .0031 Тесла или Гаусс. |
| Обозначение | Обозначается буквой «Е» | Обозначается буквой «М», а также «В». |
| Измерительный прибор | Электрометр | Магнитометр |
| Полюс | Существуют монополи (одиночные заряды), т. е. может существовать один положительный или отрицательный заряд. | Диполи существуют, то есть магнит всегда будет иметь как северный, так и южный полюса. |
| Линии поля | Линии электрического поля прямые. Для положительного заряда они направлены наружу, а для отрицательного — внутрь. | Здесь линии выходят из северного полюса и заканчиваются на южном полюсе. Они не прямые, а образуют замкнутую петлю. |
| Размеры | Электрические поля могут существовать в 2D. | Магнитное поле существует в 3D. |
| Работа | Он может работать. Когда частица входит в электрическое поле, она может воздействовать на него, изменяя свою скорость или направление. | Он не может совершать работу, т. е. не может влиять на скорость или направление частицы. |
| Источник | Находится вокруг статического заряда . | Можно найти вокруг движущегося заряда . |
| Применение | Используется в компьютерах, электронных устройствах и т. д. | Используется в стрелках компаса, дверцах холодильников и т. д. |
Применение электрического поля
- Электрическое поле используется в электропорации , , когда в клеточной мембране создаются поры для введения лекарств или генов.
- Также используется в процессе клонирования.
- Электрическое поле широко используется для изучения динамики тканей .
- Электрическое поле действительно полезно для управления некоторыми процессами кристаллизации, такими как зародышеобразование.
Применение магнитного поля
- Магниты широко используются в электрических звонках в наших домах, офисах и т. д.
- Используется для изготовления электродвигателей и генераторов.
- Магниты также используются для определения направлений.
- В медицине мы используем магнитные поля для обнаружения и лечения определенных заболеваний.
- Мы используем магниты, чтобы отличать магнитные и немагнитные материалы от металлолома.
Мы надеемся, что эта статья помогла вам подготовиться к экзамену. Вы также можете ознакомиться с другими интересными концепциями физики. Улучшите свою подготовку к вступительным экзаменам с Testbook. Загрузите приложение Testbook сегодня.
Разница между электрическим полем и магнитным полем Часто задаваемые вопросы
В.1 Есть ли какая-либо связь между электрическим полем и магнитным полем?
Ответ 1 Электрическое и магнитное поля являются составляющими электромагнитного поля. Следовательно, изменение одного влечет за собой изменение другого.
Математически это можно записать как —
\(E=\sqrt{\frac{\mu_{0}}{\varepsilon_{0}}} H\)
Q.2 В чем разница между магнитным и электрические поля?
Ans.2 The difference between electric field and magnetic field can be understood from this table-
| Parameters | Electric Field | Magnetic field |
| Unit | Ньютон/Кулон или Вольт/метр | Тесла или Гаусс. |
| Обозначение | Обозначается буквой «Е» | Обозначается буквой «М» |
| Измерительный прибор | Электрометр | Магнитометр |
| Полюс | Существуют монополи (одиночные заряды), т. е. может существовать один положительный или отрицательный заряд. | Диполи существуют, то есть магнит всегда будет иметь как северный, так и южный полюса. |
| Линии поля | Линии электрического поля прямые. Для положительного заряда они направлены наружу, а для отрицательного — внутрь. | Здесь линии выходят из северного полюса и заканчиваются на южном полюсе. Они не прямые, а образуют замкнутую петлю. |
| Измерение | Электрическое поле может существовать в 2D. | Магнитное поле существует в 3D. |
| Работа | Он может работать. Когда частица входит в электрическое поле, она может воздействовать на него, изменяя свою скорость или направление. | Не может совершать работу, т. е. не может влиять на скорость или направление частицы. |
| Источник | Находится вокруг статического заряда . | Можно найти вокруг движущегося заряда . Q.3 Что такое электрическое поле? Ответ 3 Область пространства вокруг электрически заряженной частицы/объекта, в которой все другие частицы/объекты с электрическим зарядом испытывают силу, называется электрическим полем. |