Bagaimana Elektromagnet Terhasil?

Raline · Post time 31-5-2021 08:01 AM

Bagaimana Elektromagnet Terhasil?

Elektromagnet adalah sejenis magnet yang hanya mampu menghasilkan medan magnetnya apabila wujud arus elektrik. Apabila tiada arus elektrik yang mengalir, maka elektromagnet kehilangan sifat kemagnetannya. Anda mungkin sudah biasa atau sudah mempelajari mengenai elektromagnet semasa di sekolah menengah dalam subjek fizik. Baik, apa kata kita ulangkaji apa yang telah dipelajari dahulu?

Lihat rajah di bawah, ia mungkin kelihatan tidak asing bagi anda yang fokus semasa cikgu fizik mengajar tajuk Keelektromagnetan tingkatan 5:

Konsepnya mudah; apabila ada arus elektrik mengalir, medan magnet terhasil. Arah medan magnet boleh ditentukan dengan menggunakan Peraturan Genggaman Tangan Kanan dan Peraturan Tangan Kanan/Kiri Fleming. Itu sahaja! Sedar atau tidak, kita sedikit pun tidak didedahkan bagaimana sifat elektromagnet ini boleh wujud pada bahan pengalir yang membawa arus elektrik.

Tetapi ia mungkin adalah atas sebab yang baik.

Kerana pada peringkat ini, anda tidak didedahkan dengan konsep Kerelatifan. Kerelatifan adalah suatu teori oleh Albert Einstein yang menyatakan bahawa bagi pemerhati yang sedang statik, apabila ia melihat sesuatu objek sedang bergerak relatif kepadanya (relatif bermaksud berdasarkan perspektif si pemerhati. Jika pemerhati sedang memandu kereta pada kelajuan 120 bsj dan terdapat sebuah kereta yang dipandu pada kelajuan yang sama bergerak seiring dengannya, kereta tersebut tidak bergerak relatif kepadanya – meskipun kedua-dua mereka sedang bergerak), maka masa bagi objek tersebut berlalu lebih perlahan dan panjang objek tersebut menjadi lebih pendek.

Sejujurnya, konsep Kerelatifan adalah sesuatu yang abstrak. Anda mungkin mahu membaca artikel ini bagi memahami bagaimana teori tersebut diterbitkan.

Baik, sambung. Bayangkan terdapat sebatang pengalir logam yang membawa arus elektrik. Arus elektrik hanyalah pergerakan elektron di dalam sesuatu bahan pengalir. Walaupun elektron-elektron di dalam pengalir sedang bergerak, jumlah atau ketumpatan elektron dan proton masih sama pada satu-satu isipadu. Maka, kita boleh menganggap ia sebagai bahan yang neutral di mana cas positif dan negatifnya berada pada keadaan keseimbangan dan saling membatalkan satu sama lain. Oleh sebab ini, pengalir tersebut tidak mempamerkan sebarang sifat kemagnetan

https://upload.wikimedia.org/

Namun, jika kita letakkan sebuah proton (kita namakan ia Si Proton dan ia bercas positif, sudah tentu), di sebelah pengalir logam tadi dan gerakkan ia selari dengan gerakan elektron (arus elektrik), daripada perspektif Si Proton tersebut, ia dan eletron-elektron tadi sedang statik, manakala proton-proton di dalam pengalir sedang bergerak relatif kepadanya. Hatta, menurut Kerelatifan, jarak antara proton-proton yang sedang bergerak ini menjadi pendek berbanding jarak antara elektron-elektron. Dengan itu, ketumpatan proton di dalam pengalir adalah lebih tinggi berbanding elektron, jadi, berlaku ketidakseimbangan cas; cas positif lebih banyak daripada cas negatif.

Hal ini menyebabkan bahan pengalir itu secara keseluruhannya bercas positif dan tidak lagi neutral (berdasarkan perspektif Si Proton). Cas yang sama, seperti kita tahu, menolak. Maka, daya tolakan yang dialami oleh Si Proton inilah yang kita anggap sebagai daya magnet. Sedangkan, ia hanyalah daya elektrik yang dilihat daripada perspektif berbeza!

Tetapi, apa-apa pun, daya elektrik dan daya magnet adalah dua daya yang sama yang disebut sebagai daya elektromagnet. Kita simpan tajuk itu untuk entri yang akan datang!

Artikel ini adalah berdasarkan sebuah video oleh Veritasium. Jika ayat yang panjang membosankan anda, tonton video di bawah untuk bantuan visual. Ciao!