الکترومغناطیس یکی از بنیادی‌ترین نیروهای طبیعت است که به مطالعه‌ی تعامل بین پدیده‌های الکتریکی و مغناطیسی می‌پردازد. این نیرو، نیرویی است که بسیاری از پدیده‌های روزمره ما را شکل می‌دهد، از کارکرد ساده‌ی یک آهنربا تا پیچیدگی‌های دستگاه‌های الکترونیکی پیشرفته.
ارتباط برق و مغناطیس
در نگاه اول، برق و مغناطیس ممکن است دو پدیده جداگانه به نظر برسند. اما تحقیقات نشان داده‌اند که این دو پدیده به هم پیوسته‌اند و در واقع دو روی یک سکه هستند.
* جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی: هرگاه جریانی الکتریکی از یک سیم عبور کند، در اطراف آن سیم یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود.
* میدان مغناطیسی متغیر و القای جریان الکتریکی: برعکس، اگر یک میدان مغناطیسی در اطراف یک سیم تغییر کند، در آن سیم جریانی القا می‌شود.
کاربردهای الکترومغناطیس
* موتورهای الکتریکی: این موتورها با استفاده از اصول الکترو مغناطیسی انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند.
* ژنراتورها: ژنراتورها با استفاده از نیروی مکانیکی (مانند نیروی آب یا باد) انرژی الکتریکی تولید می‌کنند.
* ترانسفورماتورها: ترانسفورماتورها ولتاژ جریان متناوب را افزایش یا کاهش می‌دهند.
* آهن‌رباها: آهن‌رباها بر اساس اصول الکترو مغناطیسی کار می‌کنند و در بسیاری از دستگاه‌ها از جمله هارد دیسک‌ها و بلندگوها استفاده می‌شوند.
* امواج الکترومغناطیسی: امواج رادیویی، مایکروویو، نور مرئی، اشعه ایکس و گاما همگی انواع مختلفی از امواج الکترو مغناطیسی هستند.
* دستگاه‌های الکترونیکی: تقریباً تمام دستگاه‌های الکترونیکی از ترانزیستورها و دیودها استفاده می‌کنند که بر اساس اصول الکترو مغناطیسی کار می‌کنند.
مفاهیم کلیدی در الکترومغناطیس
* میدان الکتریکی: ناحیه‌ای در اطراف یک بار الکتریکی است که در آن هر بار الکتریکی دیگری نیرویی را احساس می‌کند.
* میدان مغناطیسی: ناحیه‌ای در اطراف یک آهنربا یا یک جریان الکتریکی است که در آن یک قطب مغناطیسی دیگر نیرویی را احساس می‌کند.
* القای الکترومغناطیسی: ایجاد جریان الکتریکی در یک هادی در اثر تغییر شار مغناطیسی گذرنده از آن.
* قوانین فارادی: این قوانین ارتباط بین میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی را توصیف می‌کنند.
آینده‌ی الکترومغناطیس
الکترومغناطیس همچنان یکی از فعال‌ترین حوزه‌های تحقیقاتی است. دانشمندان در حال بررسی کاربردهای جدید این نیرو در زمینه‌هایی مانند انرژی‌های تجدیدپذیر، فناوری نانو و محاسبات کوانتومی هستند.