ELEKTRO- MÁGNESES TEREK - Munka

1. FEJEZET
6
AZ ELEKTROMÁGNESES TEREK ALAPVETÕ ÖSSZEFÜGGÉSEI
Ezt a formulát csak jóval késõbb tudjuk megmagyarázni. Említésre méltó, hogy ez a mennyiség
származtatott és nem természeti állandó.
Számértéke:
ε0 = 8,856⋅10 −12
Vs ⋅
A⋅m .
A töltések közötti erõ vonzóerõ, ha a töltések azonos elõjelûek, és taszítóerõ ellenkezõ
esetben.
A Coulomb-törvény kísérleti igazolása és így az egységnyi töltés meghatározása
is sokkal nehezebb, mint az áramok kölcsönhatásának mérése. Közvetett kísérlettel
elõször Cavendish igazolta az inverz négyzetes erõtörvényt 1772-ben. Sajnos eredményeibõl
semmit nem publikált, így a törvény Coulomb francia hadmérnökrõl kapta
a nevét, aki azt 1785-ben publikálta. Coulomb torziós ingával végezte méréseit.
Az elõzõekben elmondtuk, hogy az áramok közötti erõhatás mérése egyszerûbb,
mint a töltések közöttié. Hogyan lehetséges, hogy az utóbbi mégis évtizedekkel
megelõzte az elõbbit? A válasz egyszerû. Bár legkésõbb a századforduló óta sejtették,
hogy létezik összefüggés az elektromos és mágneses jelenségek között, ennek
kvalitatív kísérleti igazolása csak 1819-ben sikerült Ørsted dán fizikusnak, aki ezt
1820-ban publikálta. Még ebben az évben megszületett Biot és Savart törvénye!
Mai tudásunk szerint a természetben létezik legkisebb elektromos töltés. Ez az elektron töltése,
az úgynevezett elemi töltés, amelynek értéke:
e = 1,602·10 –19 A·s.
Az elektron töltése negatív. Ugyanekkora abszolút értékû pozitív töltése van a protonnak. Ez
olyan kicsi töltés, hogy a gyakorlatban szereplõ töltésértékek sokszoros nagyságrenddel nagyobbak.
Ezért gyakorlati elektromágneses feladatokban nem kell figyelembe vennünk a töltés kvantáltságát.
Jelentõs szerepe van azonban ingadozási (zaj) és mikrofizikai jelenségekben.
INTENZITÁSVEKTOROK
Az (1.1) összefüggésben szereplõ vektorok a tér erõhatásával kapcsolatos mennyiségek.
Definíciójuk is az erõhatással kapcsolódik. Ezért célszerûen térerõsségvektoroknak
nevezhetnénk õket. A hagyományok szerint azonban csak az elektromos teret jellemzõ
E vektor neve elektromos térerõsség, a B vektort mágneses indukciónak, vagy mágneses
fluxussûrûségnek nevezzük. Összefoglaló nevük: intenzitásvektorok.
Az elektromos térerõsség (1.1) alapján az egységnyi töltésre ható elektromos erõ:
E= F
1
. (1.17)
Q
Az összefüggések alapján a térerõsség egysége:
N V⋅A⋅ s 1 V
E = = × =
As ⋅ m As ⋅ m .
A mágneses indukcióvektor definíciója a Lorentz-erõn és az áramsûrûség (1.13) definícióján
alapul. l hosszúságú, A keresztmetszetû egyenes vezetékszakasz összes elektromos
töltése ρAl, ahol ρ a vezetékben lévõ töltések sûrûsége. Ezzel (1.1) alapján:
( )
F= ρ v× B Al. (1.18)