Elektromanyetik alan teorisi nedir? Elektromanyetik alan teorisi örnekleri ile konu anlatımı

Elektromanyetik alan, elektrik yüklü nesnelerin fiziksel alanı olarak adlandırılır. Doğanın dört temel kuvvetinden biridir, diğeri ise güçlü etkileşim, zayıf etkileşim ve yerçekimini içerir.

 Elektromanyetik Alan Teorisi Nedir?

 Elektromanyetik alan, bir manyetik alan ve bir elektrik alanın birleşimidir. Elektromanyetik alan, ışık hızında yayıldığı için ışık olarak tanımlanabilir. Maxwell yasası ve Lorentz kuvvet yasası, akımın ve yüklerin elektromanyetik alanla nasıl etkileştiğini tanımlar. Bir elektromanyetik alan bir dalga biçiminde yayılır. Hareket eden elektrik yükleri ile önce elektrik ve manyetik alan oluşur, daha sonra elektrik ve manyetik alan birbiriyle çarpışır. Sonuç olarak, elektrik alanı ve manyetik alan, elektrik yükleri üzerinde kuvvetler oluşturur, dolayısıyla elektrik yükü uzayda hareket eder.

 Elektromanyetik Alan Teorisi Örnekleri İle Konu Anlatımı

 Maxwell denklemleri, Ampere-Maxwell kanunu, eğer bir manyetik alanda değişirsek bir elektrik alanın üretildiğini belirtir. Elektrik jeneratörlerinin çalışma prensibi budur. Ancak Ampere yasası, elektrik alanında bir değişiklik yaparsak manyetik alanın oluştuğunu belirtir. Yani burada elektrik ve manyetik alanın karşılıklı davranışını görebiliriz. Elektromanyetik alan kaynakları, pozitif ve negatif olmak üzere iki tür yükten oluşur. Bazen elektromanyetik alan ve yerçekimi alanı birbirini dalgalandırır.

 Elektromanyetik Alan Yapısı Nedir?

 Elektromanyetik alanın yapısı iki farklı yöntemle sınıflandırılabilir. Bunlar;

 Sürekli Yapı: Manyetik ve elektrik alanlar, yüklü nesnelerin eşit hareketi ile üretilir. Manyetik ve elektrik alanları oluşturan salınımlı yükler sürekli, düzgün ve dalgalı bir hareketle gözlemlenebilir. Enerji, iki elektromanyetik alan konumu arasında sürekli transfer olarak gözlemlenir.

 Ayrık Yapı: Çeşitli deneyler, belirli bir durumda elektromanyetik enerjinin sabit bir frekansta veya bir foton durumunda daha sert bir şekilde aktığını ortaya koymuştur. Planck'lar foton enerjisini frekansına bağlar. Denklem;

E = Hv

E = Foton Enerjisi

H = Planck Sabiti

v = Fotonun Frekansı

 Elektromanyetik Alan Kaynakları Nelerdir?

Doğal Kaynaklar

 Elektromanyetik alan çevredeki her yeri görebilir, ancak insan gözüyle görülemezler. Elektrik alanları, gök gürültülü fırtınalarla ilişkili ortamda bulunan elektrik yükleri tarafından üretilir. Manyetik alan olurken yeryüzünün Kuzey-Güney Doğrultusunda pusula iğnesini neden olur. Bu, balıklar ve kuşlar için navigasyon olarak kullanılır.

İnsan Yapımı Kaynaklar

 Doğal kaynakların yanı sıra elektromanyetik alan, insan yapımı kaynaklar tarafından üretilen enerjiyi de içerir. Az sayıda insan yapımı elektromanyetik alan kaynağı, x-ışınları, prizden geçen elektrik ve daha fazlasıdır. Frekans radyo dalgalarına ve bunların nasıl ilişkilendirildiğine bağlıdır. Örneğin, radyo istasyonları, televizyon antenleri ve mobil ağlar aracılığıyla bilgi yayınlamak için yüksek frekanslı dalgalar kullanılır.

 Elektromanyetik Alan Denklemleri Nelerdir?

 Elektromanyetik teoride dört ana denklem vardır.

 Gauss yasası: Bir nokta yükün etrafındaki elektrik alanını tanımlar.

 Herhangi bir alandaki toplam akı çizgisi eşittir Q/ϵ

 Gauss Yasası = ∫E. NSbir =Q/ϵ

 Manyetizma için Gauss yasası: Toplam manyetik akı sıfırdır.

 ∫B . NSbir = 0

 Faraday'ın indüksiyon yasası: Elektrik alanındaki bir değişiklik, akı değişim oranında bir değişikliğe neden olur.

 ∫E. NSl = -NS/dt ( ∫B . NSbir )

 Amper-Maxwell Yasası:

 ∫B . NSl = μ ( ben+NS/dt ( ϵ ∫E. NSA ) )

 Elektromanyetik Alan Uygulamaları Nelerdir?

 Elektromanyetik alan prensibinin çalıştığı ev uygulamasında birçok ev aleti bulunmaktadır. Işıklar, vantilatörler, mutfak aletleri, iklimlendirme sistemleri, hepsi elektromanyetizma prensibi ile çalışır. Endüstride kullanılan alet ve makinelerin çoğu elektromanyetizma ilkesine dayanmaktadır. Bir endüstriyel alanda en çok kullanılan makinelerden biri, endüstrideki birincil güç kaynağı olan bir jeneratör veya motordur. Bu jeneratör veya motor, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür ve bu enerji IC motorlar tarafından ana güç sistemine sağlanır. Bu motor veya jeneratör, elektromanyetizma prensibine göre çalışır.

 Cep telefonlarında veya herhangi bir iletişim sisteminde ses enerjisi elektromanyetik enerjiye dönüştürülür. Şimdi radyo vericileri elektromanyetik enerjiyi alıcıya aktarıyor. Alıcı ucunda, elektromanyetik enerji tekrar ses enerjisine dönüştürülür. Gelişmiş tıbbi ekipmanların çoğu, elektromanyetizma ilkesine dayanmaktadır. Kanser için hipertermi tedavileri, manyetik rezonans görüntüleme ve implantlar gibi tıbbi ekipmanlar, elektromanyetizma ilkesine göre çalışır. En yaygın tıbbi hizmet MRI taraması, bir insanın tüm vücudunu bir dakika içinde tarayabilir. Bu aynı zamanda elektromanyetizmaya da dayanmaktadır.