15 przykładów zastosowań elektromagnetycznych

Zastosowania elektromagnetyzmu

 elektromagnetyzm jest oddziałem fizyczny która z jednoczącej teorii zbliża pola zarówno elektryczności, jak i magnetyzmu, do sformułować jedną z czterech fundamentalnych sił wszechświata znanych do tej pory: elektromagnetyzm. Inne podstawowe siły (lub fundamentalne interakcje) to powaga oraz silne i słabe oddziaływania jądrowe.

Teoria elektromagnetyzmu jest teorią pola, to znaczy opartą na wielkościach fizycznych wektor lub napinacz, które zależą od położenia w przestrzeni i czasie. Opiera się na czterech równaniach różniczkowych wektorowych (sformułowanych przez Michaela Faradaya i opracowanych po raz pierwszy przez Jamesa Clerka Maxwella, dlatego zostały ochrzczone jako równania Maxwella), które umożliwiają wspólne badanie pól elektrycznych i magnetycznych, a także prądu elektrycznego, polaryzacji elektrycznej i polaryzacji magnetycznej.

Z drugiej strony elektromagnetyzm jest teorią makroskopową. Oznacza to, że bada duże zjawiska elektromagnetyczne, mające zastosowanie do dużej liczby cząstek i znaczne odległości, gdyż na poziomie atomowym i molekularnym ustępuje innej dyscyplinie, zwanej mechaniką kwant.

Mimo to, po rewolucji kwantowej XX wieku, podjęto poszukiwania kwantowej teorii oddziaływań elektromagnetycznych, co dało początek elektrodynamice kwantowej.

Obszary zastosowań elektromagnetycznych

Ta dziedzina fizyki była kluczowa w rozwoju wielu dyscyplin i technologie, w szczególności inżynieria i elektronika, a także magazynowanie energii elektrycznej, a nawet jej wykorzystanie w dziedzinie zdrowia, aeronautyki czy budownictwa miejskiego.

Tak zwana druga rewolucja przemysłowa lub rewolucja technologiczna nie byłaby możliwa bez podboju elektryczności i elektromagnetyzmu.

Przykłady zastosowań elektromagnetyzmu

1. Znaczki. Mechanizm tych codziennych gadżetów polega na krążeniu ładunku elektrycznego przez elektromagnes, którego pole magnetyczne przyciąga młotek. mały metal w kierunku dzwonka, przerywając obwód i umożliwiając jego ponowne uruchomienie, więc młotek uderza w niego wielokrotnie i produkuje dźwięk to przykuwa naszą uwagę.
2. Pociągi z zawieszeniem magnetycznym. Zamiast toczyć się po szynach jak konwencjonalne pociągi, ten ultra-technologiczny model pociągu utrzymywany jest w lewitacji magnetycznej dzięki mocnym elektromagnesom zainstalowanym w jego części niższy. Tak więc odpychanie elektryczne między magnesami a metal peronu, po którym porusza się pociąg, utrzymuje ciężar pojazdu w powietrzu.
3. Transformatory elektryczne. Transformator, te cylindryczne urządzenia, które w niektórych krajach widzimy na liniach energetycznych, służą do sterowania (zwiększania lub zmniejszania) napięcia prądu przemiennego. Robią to za pomocą cewek rozmieszczonych wokół żelaznego rdzenia, których pola elektromagnetyczne pozwalają modulować natężenie prądu wychodzącego.
4. Silniki elektryczne. Silniki elektryczne to maszyny elektryczne, które obracając się wokół osi przekształcają energia elektryczna w energii mechanicznej. Ta energia generuje ruch telefonu komórkowego. Jego działanie opiera się na elektromagnetycznych siłach przyciągania i odpychania pomiędzy magnesem a cewką, przez którą krąży prąd elektryczny.
5. Dynamo. Urządzenia te służą do wykorzystania rotacji kół pojazdu, takich jak samochód, aby obrócić magnes i wytworzyć pole magnetyczne, które dostarcza prąd przemienny do bębny.
6. Telefon. Magia tego urządzenia codziennego użytku to nic innego jak zdolność przekształcania fal dźwiękowych (takich jak głos) w modulacje pola elektromagnetycznego, które może być przesyłane, początkowo kablem, do odbiornika na drugim końcu, który jest w stanie rozlać proces i odzyskać zawarte fale dźwiękowe elektromagnetycznie.
7. Kuchenka mikrofalowa. Urządzenia te działają na zasadzie generowania i koncentracji fal elektromagnetycznych na żywności. Te fale są podobne do tych używanych w Komunikacja drogą radiową, ale z dużą częstotliwością, która obraca diplody (cząstki magnetyczne) żywności z bardzo dużą prędkością, próbując ustawić się zgodnie z powstałym polem magnetycznym. Ten ruch jest tym, co generuje gorąco.
8. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI). To medyczne zastosowanie elektromagnetyzmu jest bezprecedensowym postępem w dziedzinie zdrowia, ponieważ umożliwia nieinwazyjne badanie wnętrza ciała pacjenta. żyjące istoty, z elektromagnetycznej manipulacji zawartych w nim atomów wodoru, w celu wygenerowania pola interpretowanego przez wyspecjalizowane komputery.
9. Mikrofony Te tak powszechne dziś urządzenia działają dzięki membranie przyciąganej przez elektromagnes, którego wrażliwość na fale dźwiękowe pozwala na ich przełożenie na sygnał elektryczny. Można je następnie zdalnie przesyłać i odszyfrowywać, a nawet przechowywać i odtwarzać później.
10. Spektrometry masowe. Jest to urządzenie, które pozwala z dużą precyzją analizować skład niektórych związków chemicznych, w oparciu o separację magnetyczną atomy które je tworzą, za pomocą ich jonizacji i odczytania przez specjalistyczny komputer.
11. Oscyloskopy. Przyrządy elektroniczne, których celem jest graficzne przedstawienie zmieniających się w czasie sygnałów elektrycznych, pochodzących z określonego źródła. W tym celu wykorzystują oś współrzędnych na ekranie, której linie są iloczynem pomiaru napięć z określonego sygnału elektrycznego. Są stosowane w medycynie do pomiaru funkcji serca, mózgu lub innych narządów.
12. Karty magnetyczne. Technologia ta umożliwia istnienie kart kredytowych lub debetowych, które posiadają pasek magnetyczny magnetic spolaryzowane w określony sposób, aby zaszyfrować informacje na podstawie orientacji jej cząstek ferromagnetyczny. Wprowadzając do nich informacje, wyznaczone urządzenia polaryzują wspomniane cząstki w specyficzny sposób, tak że wspomniana kolejność może być następnie „odczytana” w celu odzyskania informacji.
13. Przechowywanie cyfrowe na taśmach magnetycznych. Kluczowy w świecie informatyki i komputerów, pozwala przechowywać duże ilości informacji w dyski magnetyczne, których cząstki są spolaryzowane w specyficzny sposób i możliwe do odczytania przez system skomputeryzowany. Dyski te mogą być wymienne, jak pendrive'y lub nieistniejące już dyskietki, lub mogą być trwałe i bardziej złożone, jak dyski twarde.
14. Bębny magnetyczne. Ten model przechowywania danych, popularny w latach 50. i 60., był jedną z pierwszych form magnetycznego przechowywania danych. Jest to wydrążony metalowy cylinder, który obraca się z dużą prędkością, otoczony materiałem magnetyczny (tlenek żelaza), w którym informacje drukowane są za pomocą układu polaryzacyjnego zakodowane. W przeciwieństwie do płyt nie posiadał głowicy czytającej, co pozwalało mu na pewną zwinność w wyszukiwaniu informacji.
15. Światła rowerowe. Światła wbudowane z przodu roweru, które włączają się podczas ruchu, działają poprzez przekręcenie koło, do którego przymocowany jest magnes, którego obrót wytwarza pole magnetyczne, a zatem skromne źródło elektryczności zastępcy. Ten ładunek elektryczny jest następnie przewodzony do żarówki i przekształcany w światło.