A mágneses és az elektromos tereket gyakran együtt tekintik, és így mondhatjuk, hogy ugyanazon érme két oldala. Mindkét területnek sok közös vonása van. Például, mindkettőt létrehozták elektromos töltések. A coulomb erő minden elektromosan töltött testet befolyásol. Ezt elektrosztatikus kölcsönhatás erejének is nevezik. Közvetlenül arányos a töltőmodulok eredményével (a töltések jelei csak az erő irányát határozzák meg: vonzerő vagy visszatükröződés), és fordítottan arányos az e testek közötti távolság négyzetével. Gömbök vagy golyók esetében a testek középpontjától való távolság négyzetét vesszük figyelembe.
Elektromos mező
Ha egy töltött testet veszünk és önkényesen középpontnak nevezzük, és a második töltött testet a központ körül mozgatjuk, akkor a Coulomb-erőt töltésként lehet megírni, szorozva az elektromos mező erősségével. A feszültség értéke magában foglalja a töltési középpont értékét, valamint a közepétől a második töltésig mért távolság négyzetét egy adott térbeli ponton. Vagyis csak a szokásos Coulomb erőt vettük fel, és minden, kivéve az egyik töltés értékét, az elektromos térerősségnek nevezett mindent.
A mező minden pontján meg kell adni a saját jelentőségét és a Coulomb-erő irányát. Egy ilyen mezőt vektormezőnek hívnak, mert annak minden pontján a modulusa és a vektor iránya az eredetétől (a töltési központtól) ehhez a ponthoz húzódik.
Mágneses mező
A mágneses mező, mint egy elektromos mező, van vektor. Ha az elektromos teret bármilyen feltöltött test hozza létre, akkor a mágneses teret csak mozgó töltések hozzák létre. Ilyen töltés lehet olyan részecske, amelynek sebessége - amelyet gyakran találnak a fizikai problémákban - áram, mivel az áram egy töltött részecskék irányított mozgása, egy fémtest, amely sebességgel mozog. Ebben az esetben a töltések elektronok lesznek, amelyek együtt mozognak a testtel. A mágneses mező közvetlenül arányos a töltés sebességével és értékével. A töltés leállítása után a mágneses mező eltűnik.
A mágnestekercs és az állandó mágnes
Példák a mágneses mezőkre
Az elektromágnes egy ferromágnes köré tekercselt huzalból áll. Az áramvezetéken történő áthaladáskor mágneses mező jelenik meg. A ferromágnes egy olyan anyag, amely mágnesként viselkedik egy bizonyos hőmérsékleten, úgynevezett Curie hőmérséklete. Normál körülmények között a ferromágnesek csak mágneses mező jelenlétében viselkednek mint a mágnesek. Az elektromágnesekben egy mezőt elektromos áram hoz létre, és a ferromágnes mágnesként viselkedik. További érdekes példa erre A Föld mágneses mezője.
A Föld mágneses mezője
A tudósok szerint a bolygónk középpontjában egy folyékony vasból álló mag van. A vas fém, és az elektronok szabadon mozognak benne. Ez a mag nem statikus, vagyis mozog, ezzel összefüggésben az elektronok mozognak és mágneses mezőt hoznak létre. Ha a föld magja megáll, mint John Emiel „Föld magjában”, akkor a Föld mágneses mezője valóban eltűnik, ami katasztrófa következményekkel jár.
Főbb hasonlóságok és különbségek
Mind az elektromos, mind a mágneses mezők erővel. Ez azt jelenti, hogy az űr minden pontján, ahol ez a mező működik, az erre a pontra meghatározott erő hat a töltésre. Egy másik ponton ez az erő más lesz. Az elektromágneses mező a töltött testekre és részecskékre hat, de az elektromos mező az összes töltésre, a mágneses mező pedig csak a mozgásra hat.
Vannak olyan anyagok, amelyek kölcsönhatásba lépnek egy mágneses mezővel, bár nem tartalmaznak mozgó töltéseket, például a fent említett ferromágnesek. Nincsenek hasonló anyagok az elektromos mezőhöz. A mágneseknek, a természetes vagy mágneses testnek (például egy iránytűnek) két pólusa van: északi és déli.A rendes elektromos töltések többé-kevésbé homogének és nem tartalmaznak pólusokat. Az elektromos töltéseknek azonban kétféle típusa van: pozitív és negatív. A töltés jele befolyásolja a Coulomb-erő irányát, és így két töltött részecske kölcsönhatását. A töltés jele nem befolyásolja más töltések kölcsönhatását a mágneses mezővel, csak a pólusokat cseréli.
