15 Elektromagnētiskā pielietojuma piemēri
Miscellanea / / July 04, 2021
Elektromagnētisma pielietojumi
The elektromagnētisms ir filiāle fizisks kas no vienojošās teorijas tuvojas gan elektrības, gan magnētisma laukiem līdz formulēt vienu no četriem līdz šim zināmiem Visuma pamatspēkiem: elektromagnētisms. Pārējie pamatspēki (vai fundamentālā mijiedarbība) ir smagums un spēcīga un vāja kodola mijiedarbība.
Elektromagnētisms ir lauka teorija, tas ir, balstīts uz fizisko lielumu vektors vai tenors, kas ir atkarīgi no stāvokļa telpā un laikā. Tas ir balstīts uz četriem vektoru diferenciālvienādojumiem (kurus formulēja Maikls Faradejs un ko pirmo reizi izstrādāja Džeimss Klerks Maksvels, tāpēc viņi tika kristīti kā Maksvela vienādojumi), kas ļauj kopīgi pētīt elektrisko un magnētisko lauku, kā arī elektrisko strāvu, elektrisko polarizāciju un magnētisko polarizāciju.
No otras puses, elektromagnētisms ir makroskopiska teorija. Tas nozīmē, ka tā pēta lielas elektromagnētiskas parādības, kas piemērojamas lielam daļiņu skaitam un ievērojamus attālumus, jo atomu un molekulārajos līmeņos tas dod vietu citai disciplīnai, kas pazīstama kā mehānika kvants.
Pat tad pēc 20. gadsimta kvantu revolūcijas tika meklēti elektromagnētiskās mijiedarbības kvantu teorija, tādējādi radot kvantu elektrodinamiku.
Elektromagnētisma pielietošanas jomas
Šī fizikas joma ir bijusi nozīmīga daudzu disciplīnu un tehnoloģijām, jo īpaši inženierzinātnēs un elektronikā, kā arī elektroenerģijas uzglabāšanā un pat tās izmantošanā veselības, aeronautikas vai pilsētu būvniecības jomās.
Tā sauktā otrā rūpnieciskā revolūcija vai tehnoloģiskā revolūcija nebūtu bijusi iespējama bez elektrības un elektromagnētisma iekarošanas.
Elektromagnētisma pielietojuma piemēri
- Zīmogi. Šo ikdienas sīkrīku mehānisms ietver elektriskā lādiņa cirkulāciju caur elektromagnētu, kura magnētiskais lauks piesaista āmuru. sīks metāls zvana virzienā, pārtraucot ķēdi un ļaujot tai atsākties, tāpēc āmurs to atkārtoti sit un ražo skaņu kas piesaista mūsu uzmanību.
- Magnētiskās piekares vilcieni. Tā vietā, lai ripotu pa sliedēm, piemēram, parastajiem vilcieniem, šis ultra tehnoloģiskais vilciena modelis tiek turēts magnētiskajā levitācijā, pateicoties jaudīgiem elektromagnētiem, kas uzstādīti tās daļā zemāks. Tādējādi elektriskā atgrūšanās starp magnētiem un metāls perona, pa kuru kursē vilciens, transportlīdzekļa svars tiek turēts gaisā.
- Elektriskie transformatori. Transformators - tās cilindriskās ierīces, kuras dažās valstīs mēs redzam elektropārvades līnijās, kalpo, lai kontrolētu (palielinātu vai samazinātu) maiņstrāvas spriegumu. Viņi to panāk, izmantojot ruļļus, kas izvietoti ap dzelzs serdi, kuras elektromagnētiskie lauki ļauj modulēt izejošās strāvas intensitāti.
- Elektromotori. Elektromotori ir elektriskās mašīnas, kuras, pagriežot ap asi, pārveidojas Elektroenerģija mehāniskajā enerģijā. Šī enerģija ir tā, kas rada mobilā kustību. Tās darbība balstās uz elektromagnētiskajiem pievilcības un atgrūšanas spēkiem starp magnētu un spoli, caur kuru cirkulē elektriskā strāva.
- Dinamos. Šīs ierīces izmanto, lai izmantotu transportlīdzekļa riteņu rotācijas priekšrocības, piemēram, a automašīnai, lai pagrieztu magnētu un radītu magnētisko lauku, kas baro maiņstrāvu ar spoles.
- Tālrunis. Šīs ikdienas ierīces burvība ir nekas cits kā spēja pārveidot skaņas viļņus (piemēram, balsi) elektromagnētiskā lauka modulācijās, kas var sākotnēji ar kabeli jāpārraida uztvērējam otrā galā, kas spēj izliet procesu un atgūt tajā esošos skaņas viļņus elektromagnētiski.
- Mikroviļņu krāsnis. Šīs ierīces darbojas no elektromagnētisko viļņu ģenerēšanas un koncentrēšanās uz pārtiku. Šie viļņi ir līdzīgi tiem, kurus izmanto komunikācija pa radio, bet ar augstu frekvenci, kas ļoti lielā ātrumā rotē ēdiena diplodus (magnētiskās daļiņas), mēģinot saskaņoties ar iegūto magnētisko lauku. Šī kustība ir tas, kas rada karsts.
- Magnētiskās rezonanses attēlveidošana (MRI). Šis elektromagnētisma medicīniskais pielietojums ir bijis bezprecedenta sasniegums veselības jomā, jo tas ļauj neinvazīvi pārbaudīt ķermeņa ķermeņa iekšpusi. dzīvās būtnes, sākot no tajā esošo ūdeņraža atomu elektromagnētiskās manipulācijas, lai radītu lauku, ko interpretē specializēti datori.
- Mikrofoni Šīs mūsdienās tik izplatītās ierīces darbojas, pateicoties elektromagnēta piesaistītajai diafragmai, kuras jutība pret skaņas viļņiem ļauj tās pārveidot par elektrisko signālu. Pēc tam to var pārsūtīt un atšifrēt attālināti, vai pat vēlāk saglabāt un reproducēt.
- Masu spektrometri. Tā ir ierīce, kas ļauj ļoti precīzi analizēt noteiktu ķīmisko savienojumu sastāvu, pamatojoties uz magnētisko atdalīšanu atomi kas tos sastāda, izmantojot jonizāciju un lasot ar specializētu datoru.
- Osciloskopi. Elektroniskie instrumenti, kuru mērķis ir grafiski attēlot elektriskos signālus, kas mainās laikā un nāk no noteikta avota. Lai to izdarītu, viņi ekrānā izmanto koordinātu asi, kuras līnijas ir sprieguma mērījumu rezultāts no noteiktā elektriskā signāla. Tos izmanto medicīnā, lai mērītu sirds, smadzeņu vai citu orgānu funkcijas.
- Magnētiskās kartes. Šī tehnoloģija ļauj pastāvēt kredītkartēm vai debetkartēm, kurām ir magnētiska josla polarizēts noteiktā veidā, lai šifrētu informāciju, pamatojoties uz tās daļiņu orientāciju feromagnētisks. Ieviešot tajās informāciju, noteiktās ierīces konkrētā veidā polarizē minētās daļiņas, lai pēc tam minēto secību varētu "nolasīt", lai iegūtu informāciju.
- Digitālā atmiņa uz magnētiskajām lentēm. Galvenais skaitļošanas un datoru pasaulē, tas ļauj uzglabāt lielu informācijas daudzumu magnētiskie diski, kuru daļiņas ir polarizētas noteiktā veidā un sistēmas atšifrējamas datorizēti. Šie diski var būt noņemami, piemēram, pildspalvas diski vai tagad vairs nedarboti disketes, vai arī tie var būt pastāvīgi un sarežģītāki, piemēram, cietie diski.
- Magnētiskas bungas. Šis 1950. un 60. gados populārais datu glabāšanas modelis bija viens no pirmajiem magnētisko datu glabāšanas veidiem. Tas ir dobs metāla cilindrs, kas rotē ar lielu ātrumu, to ieskauj materiāls magnētiskais (dzelzs oksīds), kurā informācija tiek izdrukāta, izmantojot polarizācijas sistēmu kodēts. Atšķirībā no diskiem tam nebija lasāmgalvas, un tas ļāva tai iegūt zināmu veiklību informācijas iegūšanā.
- Velosipēdu gaismas. Velosipēdu priekšpusē iebūvētās gaismas, kas ieslēdzas kustības laikā, darbojas, pagriežot ritenis, pie kura piestiprināts magnēts, kura rotācija rada magnētisko lauku un tāpēc nelielu elektrības avotu aizstājēji. Tad šis elektriskais lādiņš tiek novadīts uz spuldzi un pārvērsts gaismā.