15 Eksempler på anvendelser af elektromagnetisme

Anvendelser af elektromagnetisme

Det elektromagnetisme er en gren af fysisk der fra en samlende teori nærmer sig felterne for både elektricitet og magnetisme til formulere en af ​​de hidtil kendte fire grundlæggende kræfter i universet: elektromagnetisme. De andre grundlæggende kræfter (eller grundlæggende interaktioner) er tyngdekraft og stærke og svage nukleare interaktioner.

Elektromagnetisme er en feltteori, dvs. baseret på fysiske størrelser vektor eller tensor, som afhænger af placeringen i rum og tid. Det er baseret på fire vektordifferentialligninger (formuleret af Michael Faraday og udviklet for første gang af James Clerk Maxwell, hvorfor de blev døbt som Maxwell ligninger), der tillader den fælles undersøgelse af elektriske og magnetiske felter såvel som elektrisk strøm, elektrisk polarisering og magnetisk polarisering.

På den anden side er elektromagnetisme en makroskopisk teori. Dette betyder, at det studerer store elektromagnetiske fænomener, der gælder for et stort antal partikler og betydelige afstande, da det på atom- og molekylært niveau giver plads til en anden disciplin, kendt som mekanik kvante.

Alligevel blev der efter kvante-revolutionen i det 20. århundrede søgt efter en kvanteteori om elektromagnetisk interaktion, hvilket gav anledning til kvanteelektrodynamik.

Elektromagnetisme anvendelsesområder

Dette felt af fysik har været nøglen i udviklingen af ​​adskillige discipliner og teknologier, især ingeniørarbejde og elektronik, såvel som oplagring af elektricitet og endda dets anvendelse i områder inden for sundhed, luftfart eller bybyggeri.

Den såkaldte anden industrielle revolution eller den teknologiske revolution ville ikke have været mulig uden erobring af elektricitet og elektromagnetisme.

Eksempler på anvendelser af elektromagnetisme

1. Frimærker. Mekanismen for disse daglige gadgets involverer cirkulation af en elektrisk ladning gennem en elektromagnet, hvis magnetfelt tiltrækker en hammer. lille metal mod en klokke, afbryder kredsløbet og lader det genstarte, så hammeren rammer det gentagne gange og producerer lyd det fanger vores opmærksomhed.
2. Magnetiske ophængstog. I stedet for at rulle på skinner som konventionelle tog, er denne ultra-teknologiske togmodel holdes i magnetisk levitation takket være kraftige elektromagneter, der er installeret i sin del nederste. Således er den elektriske frastødning mellem magneterne og metal af platformen, hvorpå toget cirkulerer, holder køretøjets vægt i luften.
3. Elektriske transformere. En transformer, de cylindriske enheder, som vi i nogle lande ser på kraftledninger, tjener til at kontrollere (øge eller mindske) spændingen på en vekselstrøm. De gør dette gennem spoler arrangeret omkring en jernkerne, hvis elektromagnetiske felter tillader intensiteten af ​​den udgående strøm at blive moduleret.
4. Elektriske motorer. Elektriske motorer er elektriske maskiner, der omdannes ved at dreje rundt om en akse elektrisk strøm i mekanisk energi. Denne energi er det, der genererer mobilens bevægelse. Driften er baseret på de elektromagnetiske tiltrækningskræfter og frastødning mellem en magnet og en spole, gennem hvilken en elektrisk strøm cirkulerer.
5. Dynamoer. Disse enheder bruges til at udnytte rotationen af ​​hjulene på et køretøj, såsom a bil, for at rotere en magnet og producere et magnetfelt, der føder vekselstrøm til hjulene.
6. Telefon. Magien bag denne daglige enhed er ingen ringere end evnen til at konvertere lydbølger (såsom stemme) til moduleringer af et elektromagnetisk felt, der kan overføres oprindeligt med et kabel til en modtager i den anden ende, der er i stand til at spilde processen og gendanne de indeholdte lydbølger elektromagnetisk.
7. Mikrobølgeovne. Disse apparater fungerer fra dannelsen og koncentrationen af ​​elektromagnetiske bølger på mad. Disse bølger ligner dem, der bruges til meddelelse via radio, men med en høj frekvens, der roterer madens diploder (magnetiske partikler) ved meget høje hastigheder, da de forsøger at tilpasse sig det resulterende magnetfelt. Denne bevægelse er det, der genererer hed.
8. Magnetisk resonansbilleddannelse (MR). Denne medicinske anvendelse af elektromagnetisme har været et hidtil uset fremskridt inden for sundhed, da det muliggør ikke-invasiv undersøgelse af det indre af kroppen af levende væsner, fra den elektromagnetiske manipulation af hydrogenatomer indeholdt i den, for at generere et felt, der kan fortolkes af specialiserede computere.
9. Mikrofoner Disse enheder, der er så almindelige i dag, fungerer takket være en membran tiltrukket af en elektromagnet, hvis følsomhed over for lydbølger gør det muligt at oversætte dem til et elektrisk signal. Dette kan derefter sendes og dekrypteres eksternt eller endda gemmes og reproduceres senere.
10. Massespektrometre. Det er en enhed, der gør det muligt at analysere sammensætningen af ​​visse kemiske forbindelser med stor præcision baseret på magnetisk adskillelse af atomer der komponerer dem ved hjælp af deres ionisering og læsning af en specialiseret computer.
11. Oscilloskoper. Elektroniske instrumenter, hvis formål er at grafisk repræsentere de elektriske signaler, der varierer i tid, kommer fra en bestemt kilde. For at gøre dette bruger de en koordinatakse på skærmen, hvis linjer er produktet af måling af spændingerne fra det bestemte elektriske signal. De bruges i medicin til at måle funktionerne i hjertet, hjernen eller andre organer.
12. Magnetiske kort. Denne teknologi tillader eksistensen af ​​kredit- eller betalingskort, der har en magnetstribe polariseret på en bestemt måde for at kryptere information baseret på orienteringen af ​​dets partikler ferromagnetisk. Ved at indføre information i dem polariserer de udpegede indretninger partiklerne på en specifik måde, så rækkefølgen derefter kan "læses" for at hente informationen.
13. Digital lagring på magnetbånd. Nøglen til computeren og computere giver det mulighed for at gemme store mængder information i magnetiske diske, hvis partikler er polariseret på en bestemt måde og dechiffreres af et system edb. Disse diske kan fjernes, som f.eks. Pen-drev eller nu afviklede disketter, eller de kan være permanente og mere komplekse som harddiske.
14. Magnetiske trommer. Denne datalagringsmodel, populær i 1950'erne og 1960'erne, var en af ​​de første former for magnetisk datalagring. Det er en hul metalcylinder, der roterer ved høje hastigheder omgivet af et materiale magnetisk (jernoxid), hvor informationen udskrives ved hjælp af et polarisationssystem kodet. I modsætning til diskene havde den ikke et læsehoved, og det tillod det en vis smidighed ved hentning af information.
15. Cykellys. De indbyggede lys foran på cyklerne, som tænder, når de kører, fungerer ved at dreje på hjul, hvortil en magnet er fastgjort, hvis rotation frembringer et magnetfelt og derfor en beskeden elektricitetskilde suppleanter. Denne elektriske ladning ledes derefter til pæren og oversættes til lys.