15 exemples d'applications d'électromagnétisme

Applications de l'électromagnétisme

le électromagnétisme est une branche de la physique qui aborde d'une théorie unificatrice les champs de l'électricité et du magnétisme, à formuler l'une des quatre forces fondamentales de l'univers connues à ce jour: la électromagnétisme. Les autres forces fondamentales (ou interactions fondamentales) sont les la gravité et les interactions nucléaires fortes et faibles.

Celle de l'électromagnétisme est une théorie des champs, c'est-à-dire basée sur des grandeurs physiques vecteur ou alors tenseur, qui dépendent de la position dans l'espace et dans le temps. Elle est basée sur quatre équations différentielles vectorielles (formulées par Michael Faraday et développées pour la première fois par James Clerk Maxwell, c'est pourquoi elles ont été baptisées Équations de Maxwell) qui permettent l'étude conjointe des champs électriques et magnétiques, ainsi que du courant électrique, de la polarisation électrique et de la polarisation magnétique.

D'autre part, l'électromagnétisme est une théorie macroscopique. Cela signifie qu'il étudie les grands phénomènes électromagnétiques, applicables à un grand nombre de particules et distances considérables, puisqu'aux niveaux atomique et moléculaire il cède la place à une autre discipline, la mécanique quantum.

Malgré tout, après la révolution quantique du XXe siècle, la recherche d'une théorie quantique de l'interaction électromagnétique a été entreprise, donnant ainsi naissance à l'électrodynamique quantique.

Domaines d'application de l'électromagnétisme

Ce domaine de la physique a joué un rôle clé dans le développement de nombreuses disciplines et les technologies, notamment l'ingénierie et l'électronique, ainsi que le stockage de l'électricité et même son utilisation dans les domaines de la santé, de l'aéronautique ou de la construction urbaine.

La soi-disant deuxième révolution industrielle ou révolution technologique n'aurait pas été possible sans la conquête de l'électricité et de l'électromagnétisme.

Exemples d'applications de l'électromagnétisme

1. Timbres. Le mécanisme de ces gadgets du quotidien implique la circulation d'une charge électrique à travers un électro-aimant, dont le champ magnétique attire un marteau. petit métal vers une cloche, interrompant le circuit et lui permettant de redémarrer, de sorte que le marteau la frappe à plusieurs reprises et produit le sonner qui attire notre attention.
2. Trains à suspension magnétique. Au lieu de rouler sur des rails comme les trains conventionnels, ce modèle de train ultra-technologique est maintenu en lévitation magnétique grâce à de puissants électro-aimants installés dans sa partie plus bas. Ainsi, la répulsion électrique entre les aimants et le métal du quai sur lequel circule le train maintient le poids du véhicule en l'air.
3. Transformateurs électriques. Un transformateur, ces appareils cylindriques que l'on voit dans certains pays sur les lignes électriques, servent à contrôler (augmenter ou diminuer) la tension d'un courant alternatif. Ils le font grâce à des bobines disposées autour d'un noyau de fer, dont les champs électromagnétiques permettent de moduler l'intensité du courant sortant.
4. Moteurs électriques. Les moteurs électriques sont des machines électriques qui, en tournant autour d'un axe, transforment énergie électrique en énergie mécanique. Cette énergie est ce qui génère le mouvement du mobile. Son fonctionnement est basé sur les forces électromagnétiques d'attraction et de répulsion entre un aimant et une bobine à travers laquelle circule un courant électrique.
5. Dynamos. Ces dispositifs sont utilisés pour profiter de la rotation des roues d'un véhicule, tel qu'un automobile, pour faire tourner un aimant et produire un champ magnétique qui alimente en courant alternatif les bobines.
6. Téléphone. La magie derrière cet appareil de tous les jours n'est autre que la capacité de convertir les ondes sonores (telles que la voix) en modulations d'un champ électromagnétique qui peut être transmis, initialement par un câble, à un récepteur à l'autre extrémité qui est capable de répandre le processus et de récupérer les ondes sonores contenues électromagnétiquement.
7. Four à micro-ondes. Ces appareils fonctionnent à partir de la génération et de la concentration d'ondes électromagnétiques sur les aliments. Ces ondes sont similaires à celles utilisées pour le la communication par radio, mais avec une fréquence élevée qui fait tourner les diplodes (particules magnétiques) des aliments à très grande vitesse, alors qu'ils tentent de s'aligner sur le champ magnétique résultant. Ce mouvement est ce qui génère le chaud.
8. Imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette application médicale de l'électromagnétisme a été une avancée sans précédent dans le domaine de la santé, car elle permet un examen non invasif de l'intérieur du corps du êtres vivants, à partir de la manipulation électromagnétique des atomes d'hydrogène qu'il contient, pour générer un champ interprétable par des ordinateurs spécialisés.
9. Micros Ces appareils si courants aujourd'hui fonctionnent grâce à un diaphragme attiré par un électro-aimant, dont la sensibilité aux ondes sonores permet de les traduire en un signal électrique. Celle-ci peut ensuite être transmise et déchiffrée à distance, voire stockée et reproduite ultérieurement.
10. Spectromètres de masse. C'est un appareil qui permet d'analyser la composition de certains composés chimiques avec une grande précision, basé sur la séparation magnétique des atomes qui les composent, grâce à leur ionisation et lecture par un ordinateur spécialisé.
11. Oscilloscopes. Instruments électroniques dont le but est de représenter graphiquement les signaux électriques variant dans le temps, provenant d'une source spécifique. Pour ce faire, ils utilisent un axe de coordonnées sur l'écran dont les lignes sont le produit de la mesure des tensions à partir du signal électrique déterminé. Ils sont utilisés en médecine pour mesurer les fonctions du cœur, du cerveau ou d'autres organes.
12. Cartes magnétiques. Cette technologie permet l'existence de cartes de crédit ou de débit, qui ont une piste magnétique polarisé de manière déterminée, pour crypter des informations en fonction de l'orientation de ses particules ferromagnétique. En y introduisant des informations, les dispositifs désignés polarisent lesdites particules d'une manière spécifique, de sorte que ledit ordre puisse ensuite être "lu" pour récupérer les informations.
13. Stockage numérique sur bandes magnétiques. Clé dans le monde de l'informatique et des ordinateurs, il permet de stocker de grandes quantités d'informations dans disques magnétiques dont les particules sont polarisées d'une manière spécifique et déchiffrables par un système informatisé. Ces disques peuvent être amovibles, comme les clés USB ou les disquettes aujourd'hui disparues, ou ils peuvent être permanents et plus complexes, comme les disques durs.
14. Tambours magnétiques. Ce modèle de stockage de données, populaire dans les années 1950 et 1960, a été l'une des premières formes de stockage de données magnétiques. C'est un cylindre métallique creux qui tourne à grande vitesse, entouré d'un matériau magnétique (oxyde de fer) dans lequel l'information est imprimée au moyen d'un système de polarisation codé. Contrairement aux disques, il ne possédait pas de tête de lecture et cela lui permettait une certaine agilité dans la recherche d'informations.
15. Feux de vélo. Les feux intégrés à l'avant des vélos, qui s'allument lors des déplacements, fonctionnent en tournant le roue à laquelle est fixé un aimant dont la rotation produit un champ magnétique et donc une modeste source d'électricité suppléants. Cette charge électrique est ensuite conduite vers l'ampoule et traduite en lumière.