15 Elektromagnetizmo taikymo pavyzdžiai

Elektromagnetizmo taikymai

The elektromagnetizmas yra filialas fizinis kad nuo vienijančios teorijos artėja tiek elektros, tiek magnetizmo laukai suformuluokite vieną iš keturių iki šiol žinomų pagrindinių visatos jėgų: elektromagnetizmas. Kitos pagrindinės jėgos (arba esminės sąveikos) yra gravitacija stipri ir silpna branduolio sąveika.

Elektromagnetizmas yra lauko teorija, tai yra, pagrįsta fiziniais dydžiais vektorius arba tensorius, kurie priklauso nuo padėties erdvėje ir laike. Jis pagrįstas keturiomis vektorinėmis diferencialinėmis lygtimis (kurias suformulavo Michaelas Faraday ir pirmą kartą sukūrė Jamesas Clerkas Maxwellas, todėl jie buvo pakrikštyti kaip Maksvelo lygtys), leidžiančius kartu tirti elektrinius ir magnetinius laukus, taip pat elektros srovę, elektrinę ir magnetinę poliarizaciją.

Kita vertus, elektromagnetizmas yra makroskopinė teorija. Tai reiškia, kad jis tiria didelius elektromagnetinius reiškinius, taikomus dideliam dalelių kiekiui ir dideliais atstumais, nes atominiame ir molekuliniame lygmenyse jis užleidžia vietą kitai disciplinai, vadinamai mechanika kvantinė.

Nepaisant to, po dvidešimto amžiaus kvantinės revoliucijos buvo imtasi ieškoti elektromagnetinės sąveikos kvantinės teorijos, taip sukūrus kvantinę elektrodinamiką.

Elektromagnetizmo taikymo sritys

Ši fizikos sritis buvo pagrindinė plėtojant daugelį disciplinų ir technologijas, ypač inžinerijos ir elektronikos srityse, taip pat elektros energijos kaupimui ir net jos naudojimui sveikatos, aeronautikos ar miesto statybų srityse.

Vadinamoji antroji pramoninė revoliucija ar technologinė revoliucija nebūtų buvusi įmanoma be elektros ir elektromagnetizmo užkariavimo.

Elektromagnetizmo taikymo pavyzdžiai

1. Antspaudai. Šių kasdienių įtaisų mechanizmas apima elektrinio krūvio cirkuliaciją per elektromagnetą, kurio magnetinis laukas pritraukia plaktuką. mažas metalas varpo link, nutraukdamas grandinę ir leidžiantis jai paleisti iš naujo, todėl plaktukas jį smogia pakartotinai ir gamina garsas kad patraukia mūsų dėmesį.
2. Magnetinės pakabos traukiniai. Užuot riedėjęs bėgiais kaip įprasti traukiniai, šis itin technologinis traukinių modelis laikomas magnetinėje levitacijoje dėl jos dalyje sumontuotų galingų elektromagnetų žemesnis. Taigi elektrinis atstumimas tarp magnetų ir metalas platformos, kuria traukinys cirkuliuoja, palaiko ore esančios transporto priemonės svorį.
3. Elektros transformatoriai. Transformatorius - tie cilindriniai įtaisai, kuriuos kai kuriose šalyse matome elektros linijose, naudojami kintamosios srovės įtampai valdyti (padidinti ar sumažinti). Jie tai daro per ritinius, išdėstytus aplink geležinę šerdį, kurios elektromagnetiniai laukai leidžia moduluoti išeinančios srovės intensyvumą.
4. Elektriniai varikliai. Elektriniai varikliai yra elektros mašinos, kurios, sukdamosi aplink ašį, transformuojasi elektros energija mechaninėje energijoje. Ši energija generuoja mobiliojo judėjimą. Jo veikimas pagrįstas elektromagnetinėmis traukos ir atstūmimo jėgomis tarp magneto ir ritės, per kurią cirkuliuoja elektros srovė.
5. Dinamos. Šie įtaisai naudojami norint išnaudoti transporto priemonės ratų sukimąsi, pavyzdžiui, a automobilis, pasukti magnetą ir sukurti magnetinį lauką, kuris maitina kintamą srovę ritės.
6. Telefonas. Šio kasdienio prietaiso magija yra ne kas kitas, o galimybė konvertuoti garso bangas (pvz., Balsą) į elektromagnetinio lauko moduliacijas, kurios gali iš pradžių kabeliu perduoti į imtuvą, esantį kitame gale, galintį išlieti procesą ir atkurti jame esančias garso bangas elektromagnetiniu būdu.
7. Mikrobangų krosnelės. Šie prietaisai veikia nuo elektromagnetinių bangų susidarymo ir koncentracijos maiste. Šios bangos yra panašios į tas, kurios naudojamos bendravimas radijo ryšiu, tačiau aukštu dažniu, kuris labai dideliu greičiu sukasi maisto diplomus (magnetines daleles), nes jie bando lygiuotis į susidariusį magnetinį lauką. Šis judėjimas ir generuoja karšta.
8. Magnetinio rezonanso tomografija (MRT). Šis medicininis elektromagnetizmo taikymas buvo precedento neturintis sveikatos progresas, nes jis leidžia neinvaziškai ištirti kūno kūno vidų. gyvi sutvėrimai, nuo elektromagnetinio manipuliavimo jame esančiais vandenilio atomais, kad sukurtų lauką, kurį galėtų interpretuoti specializuoti kompiuteriai.
9. Mikrofonai Šie šiandien taip įprasti prietaisai veikia dėl elektromagneto pritraukiamos diafragmos, kurios jautrumas garso bangoms leidžia jas paversti elektriniu signalu. Tada tai galima perduoti ir iššifruoti nuotoliniu būdu, arba netgi vėliau išsaugoti ir atkurti.
10. Masių spektrometrai. Tai prietaisas, leidžiantis labai tiksliai išanalizuoti tam tikrų cheminių junginių sudėtį, remiantis magnetiniu jų atskyrimu atomai kurie juos sukuria jonizuodami ir skaitydami specializuotu kompiuteriu.
11. Osciloskopai. Elektroniniai prietaisai, kurių tikslas - grafiškai pavaizduoti elektrinius signalus, kintančius laike, gaunamus iš konkretaus šaltinio. Norėdami tai padaryti, jie ekrane naudoja koordinačių ašį, kurios linijos yra įtampos matavimo iš nustatyto elektrinio signalo rezultatas. Jie naudojami medicinoje širdies, smegenų ar kitų organų funkcijoms matuoti.
12. Magnetinės kortelės. Ši technologija leidžia egzistuoti kreditinėms ar debetinėms kortelėms, turinčioms magnetinę juostelę poliarizuotas nustatytu būdu, norint užšifruoti informaciją pagal jos dalelių orientaciją feromagnetinis. Įvedę į juos informaciją, paskirtieji prietaisai poliarizuoja minėtas daleles tam tikru būdu, kad minėtą tvarką būtų galima „perskaityti“ ir gauti informaciją.
13. Skaitmeninė laikmena magnetinėse juostose. Svarbiausias kompiuterių ir kompiuterių pasaulis suteikia galimybę kaupti didelius informacijos kiekius magnetiniai diskai, kurių dalelės yra poliarizuotos tam tikru būdu ir iššifruojamos sistemos kompiuterizuota. Šie diskai gali būti išimami, pvz., Rašomieji diskai ar jau neveikiantys diskeliai, arba gali būti nuolatiniai ir sudėtingesni, pavyzdžiui, kietieji diskai.
14. Magnetiniai būgnai. Šis 5–6 dešimtmetyje populiarus duomenų saugojimo modelis buvo viena pirmųjų magnetinių duomenų saugojimo formų. Tai tuščiaviduris metalinis cilindras, kuris sukasi dideliu greičiu, apsuptas medžiagos magnetinis (geležies oksidas), kuriame informacija spausdinama naudojant poliarizacijos sistemą užkoduota. Skirtingai nuo diskų, jis neturėjo skaitymo galvutės ir tai leido tam tikrą judrumą ieškant informacijos.
15. Dviračių žibintai. Dviračių priekyje įmontuoti žibintai, kurie įsijungia judant, veikia sukant ratas, prie kurio pritvirtintas magnetas, kurio sukimas sukuria magnetinį lauką ir todėl kuklų elektros šaltinį pakaitiniai. Tada šis elektros krūvis nukreipiamas į lemputę ir paverčiamas šviesa.