15 Példák az elektromágneses alkalmazásokra

Az elektromágnesesség alkalmazásai

A elektromágnesesség egy ága a fizikai amely egyesítő elmélettől az elektromosság és a mágnesesség terét egyaránt megközelíti fogalmazza meg az univerzum eddig ismert négy alapvető erejének egyikét: a elektromágnesesség. A többi alapvető erő (vagy alapvető kölcsönhatás) a gravitáció valamint erős és gyenge nukleáris kölcsönhatások.

Az elektromágnesesség terepi elmélet, vagyis fizikai nagyságrendeken alapul vektor vagy tenzor, amelyek a térben és az időben elfoglalt pozíciótól függenek. Négy vektor-differenciálegyenleten alapszik (Michael Faraday fogalmazta meg és James Clerk Maxwell fejlesztette ki először, ezért keresztelték meg Maxwell-egyenletek), amelyek lehetővé teszik az elektromos és mágneses mezők, valamint az elektromos áram, az elektromos polarizáció és a mágneses polarizáció együttes vizsgálatát.

Másrészt az elektromágnesesség makroszkopikus elmélet. Ez azt jelenti, hogy nagy elektromágneses jelenségeket vizsgál, amelyek nagyszámú részecskére és jelentős távolságokat, mivel atom- és molekuláris szinten utat enged egy másik tudományágnak, az úgynevezett mechanikának kvantum.

Ennek ellenére a huszadik század kvantumforradalma után megkezdték az elektromágneses kölcsönhatás kvantumelméletének felkutatását, ezáltal a kvantumelektrodinamikát.

Az elektromágnesesség alkalmazási területei

Ez a fizika terület kulcsfontosságú volt számos tudományág és technológiák, különösen a mérnöki és elektronikai, valamint a villamos energia tárolása, sőt felhasználása az egészségügy, a repülés vagy a városépítés területén.

Az úgynevezett második ipari forradalom vagy technológiai forradalom nem lett volna lehetséges az áram és az elektromágnesesség meghódítása nélkül.

Példák az elektromágnesesség alkalmazására

1. Bélyegek. Ezeknek a mindennapi készülékeknek a mechanizmusa magában foglalja az elektromos töltés keringését egy elektromágnesen keresztül, amelynek mágneses tere egy kalapácsot vonz. apró fém egy harang felé, megszakítva az áramkört és lehetővé téve az újraindulást, így a kalapács többször megüt és előállítja a hang ami felkelti a figyelmünket.
2. Mágneses felfüggesztésű vonatok. Ahelyett, hogy síneken gördülne, mint a hagyományos vonatok, ez az ultratechnológiai vonatmodell részébe beépített erőteljes elektromágneseknek köszönhetően mágneses lebegésben van Alsó. Így a mágnesek és a fém az a peron, amelyen a vonat kering, fenntartja a jármű súlyát a levegőben.
3. Elektromos transzformátorok. Transzformátor, azok a hengeres eszközök, amelyeket egyes országokban az elektromos vezetéken látunk, szolgálják a váltakozó áram feszültségének szabályozását (növelését vagy csökkentését). Ezt egy vasmag köré rendezett tekercseken keresztül teszik, amelyek elektromágneses terei lehetővé teszik a kimenő áram intenzitásának modulálását.
4. Elektromos motorok. Az elektromos motorok olyan elektromos gépek, amelyek egy tengely körül forogva átalakulnak elektromos energia mechanikai energiában. Ez az energia generálja a mobil mozgását. Működése a mágnes és egy tekercs közötti elektromágneses vonzás- és taszítóerőkön alapul, amelyeken keresztül elektromos áram kering.
5. Dynamos. Ezeket az eszközöket arra használják, hogy kihasználják a jármű kerekeinek forgását, például a autó, mágnes forgatásához és mágneses mező létrehozásához, amely váltakozó áramot táplál az orsók.
6. telefon. Ennek a mindennapi eszköznek a varázsa nem más, mint az a képesség, hogy a hanghullámokat (például hangot) elektromágneses mező modulációivá alakítsa, amely képes először kábellel továbbítani a másik végén lévő vevőhöz, amely képes a folyamat kiömlésére és a benne lévő hanghullámok helyreállítására elektromágnesesen.
7. Mikrohullámú sütők. Ezek a készülékek az elektromágneses hullámok táplálékon történő létrehozásától és koncentrációjától működnek. Ezek a hullámok hasonlóak a kommunikáció rádióval, de nagy frekvenciával, amely nagyon nagy sebességgel forgatja az étel diplodáit (mágneses részecskéit), miközben megpróbálnak igazodni a keletkező mágneses mezővel. Ez a mozgás generálja a forró.
8. Mágneses rezonancia képalkotás (MRI). Az elektromágnesesség ezen orvosi alkalmazása soha nem látott előrelépést jelentett az egészség terén, mivel lehetővé teszi a test testének belső részének nem invazív vizsgálatát. élőlényekA benne lévő hidrogénatomok elektromágneses manipulációjától kezdve egy speciális számítógépek által értelmezhető mező létrehozásához.
9. Mikrofonok Ezek a manapság annyira elterjedt készülékek az elektromágnes által vonzott membránnak köszönhetően működnek, amelynek hanghullámokra való érzékenysége lehetővé teszi, hogy elektromos jellé alakítsák őket. Ez aztán távolról továbbítható és visszafejthető, vagy akár később is tárolható és reprodukálható.
10. Tömegspektrométerek. Ez egy olyan eszköz, amely lehetővé teszi bizonyos kémiai vegyületek összetételének nagy pontosságú elemzését, a vegyületek mágneses elválasztása alapján atomok amelyek egy speciális számítógép által végzett ionizálás és olvasás útján alkotják őket.
11. Oszcilloszkópok. Elektronikus műszerek, amelyek célja az elektromos jelek grafikus ábrázolása, amelyek az adott időtől függően változnak. Ehhez egy koordinátatengelyt használnak a képernyőn, amelynek vonalai a meghatározott elektromos jelből származó feszültségek mérésének termékei. Az orvostudományban használják a szív, az agy vagy más szervek működésének mérésére.
12. Mágneses kártyák. Ez a technológia lehetővé teszi hitel- vagy betéti kártyák létezését, amelyeknek mágnescsíkja van meghatározott módon polarizált, az információk titkosításához a részecskék orientációja alapján ferromágneses. Információk bejuttatásával a kijelölt eszközök meghatározott módon polarizálják az említett részecskéket, így az említett sorrend azután "olvasható" az információk megszerzéséhez.
13. Digitális tárolás mágnesszalagokon. Kulcs a számítástechnika és a számítógépek világában, lehetővé teszi nagy mennyiségű információ tárolását mágneslemezek, amelyek részecskéit meghatározott módon polarizálják és egy rendszer megfejtheti számítógépes. Ezek a lemezek lehetnek eltávolíthatók, például tollmeghajtók vagy már nem működő hajlékonylemezek, vagy lehetnek állandóak és összetettebbek, például a merevlemezek.
14. Mágneses dobok. Ez az 1950-es és 1960-as években népszerű adattárolási modell volt az egyik első mágneses adattárolási forma. Ez egy üreges fémhenger, amely nagy sebességgel forog, anyaggal körülvéve mágneses (vas-oxid), amelyben az információt polarizációs rendszer segítségével nyomtatják kódolt. A lemezektől eltérően nem rendelkezett olvasófejjel, és ez némi mozgékonyságot tett lehetővé az információk visszakeresésében.
15. Kerékpárlámpák. A kerékpárok elejébe épített lámpák, amelyek mozgáskor kigyulladnak, a kerék, amelyhez mágnes kapcsolódik, amelynek forgása mágneses teret és ezért szerény áramforrást eredményez váltakozik. Ezt az elektromos töltést ezután az izzóra vezetik és fényvé alakítják.