15 ตัวอย่างการประยุกต์ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า

การประยุกต์ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า

 แม่เหล็กไฟฟ้า เป็นสาขาหนึ่งของ ทางกายภาพ ที่เข้าใกล้จากทฤษฎีที่รวมกันเป็นสนามของทั้งไฟฟ้าและแม่เหล็กถึง กำหนดหนึ่งในสี่กองกำลังพื้นฐานของจักรวาลที่รู้จักจนถึงขณะนี้: แม่เหล็กไฟฟ้า แรงพื้นฐานอื่นๆ (หรือปฏิสัมพันธ์พื้นฐาน) คือ แรงโน้มถ่วง และปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่รุนแรงและอ่อนแอ

ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นทฤษฎีสนามซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดทางกายภาพ เวกเตอร์ หรือ เทนเซอร์ซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งในอวกาศและเวลา มันขึ้นอยู่กับสมการอนุพันธ์เวกเตอร์สี่สมการ (กำหนดโดย Michael Faraday และพัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรกโดย James Clerk Maxwell ซึ่งเป็นสาเหตุที่พวกเขารับบัพติศมาเป็น สมการแมกซ์เวลล์) ที่ช่วยให้สามารถศึกษาร่วมกันของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ตลอดจนกระแสไฟฟ้า โพลาไรซ์ไฟฟ้า และโพลาไรซ์แม่เหล็ก

ในทางกลับกัน แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นทฤษฎีมหภาค ซึ่งหมายความว่ามันศึกษาปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ ใช้ได้กับอนุภาคจำนวนมากและ ระยะทางไกลพอสมควร เนื่องจากในระดับอะตอมและโมเลกุล ทำให้เกิดวินัยอีกอย่างหนึ่งที่เรียกว่ากลศาสตร์ ควอนตัม

อย่างไรก็ตาม หลังจากการปฏิวัติควอนตัมของศตวรรษที่ 20 การค้นหาทฤษฎีควอนตัมของปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าก็ได้เกิดขึ้น จึงทำให้เกิดไฟฟ้ากระแสสลับควอนตัม

พื้นที่ใช้งานแม่เหล็กไฟฟ้า

สาขาวิชาฟิสิกส์นี้เป็นหัวใจสำคัญในการพัฒนาสาขาวิชาต่างๆ และ เทคโนโลยีโดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านวิศวกรรมและอิเล็กทรอนิกส์ ตลอดจนการจัดเก็บไฟฟ้าและแม้กระทั่งการใช้ในด้านสาธารณสุข วิชาการบิน หรือการก่อสร้างในเมือง

การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สองที่เรียกว่าการปฏิวัติทางเทคโนโลยีหรือการปฏิวัติทางเทคโนโลยีจะเกิดขึ้นไม่ได้หากปราศจากชัยชนะของไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า

1. แสตมป์. กลไกของแกดเจ็ตในชีวิตประจำวันเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการไหลเวียนของประจุไฟฟ้าผ่านแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสนามแม่เหล็กดึงดูดค้อน โลหะเล็กๆ หันไปทางกระดิ่ง ขัดจังหวะวงจรและปล่อยให้มันสตาร์ทใหม่ได้ ค้อนก็ตีมันซ้ำแล้วซ้ำเล่า ผลิต เสียง ที่ดึงดูดความสนใจของเรา
2. รถไฟแขวนแม่เหล็ก แทนที่จะกลิ้งบนรางเหมือนรถไฟธรรมดา โมเดลรถไฟสุดล้ำนี้ ถูกยึดด้วยการลอยตัวของแม่เหล็กด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลังที่ติดตั้งอยู่ในส่วนนั้น ต่ำกว่า ดังนั้นแรงผลักไฟฟ้าระหว่างแม่เหล็กกับ โลหะ ของชานชาลาที่รถไฟหมุนเวียนเพื่อรักษาน้ำหนักของยานพาหนะในอากาศ
3. หม้อแปลงไฟฟ้า. หม้อแปลงไฟฟ้า อุปกรณ์ทรงกระบอกเหล่านั้นที่เราเห็นในบางประเทศบนสายไฟ ทำหน้าที่ควบคุม (เพิ่มหรือลด) แรงดันไฟฟ้าของกระแสสลับ พวกเขาทำเช่นนี้ผ่านขดลวดที่จัดเรียงไว้รอบแกนเหล็กซึ่งสนามแม่เหล็กไฟฟ้าช่วยให้สามารถปรับความเข้มของกระแสไฟขาออกได้
4. มอเตอร์ไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องจักรไฟฟ้าที่หมุนรอบแกนแล้วแปลงเป็น พลังงานไฟฟ้า ในพลังงานกล พลังงานนี้คือสิ่งที่สร้างการเคลื่อนไหวของมือถือ การทำงานของมันขึ้นอยู่กับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าของแรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างแม่เหล็กกับขดลวดที่กระแสไฟฟ้าไหลเวียน
5. ไดนาโม อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เพื่อใช้ประโยชน์จากการหมุนของล้อรถ เช่น a รถยนต์เพื่อหมุนแม่เหล็กและสร้างสนามแม่เหล็กที่ป้อนกระแสสลับไปที่ วงล้อ
6. โทรศัพท์. ความมหัศจรรย์ที่อยู่เบื้องหลังอุปกรณ์ในชีวิตประจำวันนี้ไม่ใช่ใครอื่นนอกจากความสามารถในการแปลงคลื่นเสียง (เช่น เสียง) ให้กลายเป็นการมอดูเลตของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถทำได้ ถูกส่งผ่านสายเคเบิลไปยังเครื่องรับที่ปลายอีกด้านที่สามารถรั่วไหลของกระบวนการและกู้คืนคลื่นเสียงที่มีอยู่ ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
7. เตาอบไมโครเวฟ. อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานจากการสร้างและความเข้มข้นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอาหาร คลื่นเหล่านี้คล้ายกับคลื่นที่ใช้สำหรับ การสื่อสาร ด้วยคลื่นวิทยุ แต่มีความถี่สูงที่หมุนไดโพล (อนุภาคแม่เหล็ก) ของอาหารด้วยความเร็วสูงมาก เนื่องจากพวกมันพยายามปรับให้เข้ากับสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น การเคลื่อนไหวนี้คือสิ่งที่สร้าง ร้อน.
8. การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) การประยุกต์ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าทางการแพทย์นี้มีความก้าวหน้าทางสุขภาพอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน เนื่องจากช่วยให้สามารถตรวจร่างกายภายในร่างกายได้โดยไม่รุกราน สิ่งมีชีวิตจากการจัดการแม่เหล็กไฟฟ้าของอะตอมไฮโดรเจนที่มีอยู่ในนั้นเพื่อสร้างสนามที่ตีความได้โดยคอมพิวเตอร์เฉพาะทาง
9. ไมโครโฟน อุปกรณ์เหล่านี้ใช้กันทั่วไปในทุกวันนี้เนื่องจากไดอะแฟรมดึงดูดโดยแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งความไวต่อคลื่นเสียงทำให้แปลเป็นสัญญาณไฟฟ้าได้ ข้อมูลนี้สามารถส่งและถอดรหัสจากระยะไกล หรือแม้แต่จัดเก็บและทำซ้ำได้ในภายหลัง
10. แมสสเปกโตรมิเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้วิเคราะห์องค์ประกอบของสารเคมีบางชนิดได้อย่างแม่นยำ โดยอาศัยการแยกแม่เหล็กของ อะตอม ที่แต่งขึ้นผ่านไอออไนเซชันและการอ่านโดยคอมพิวเตอร์เฉพาะทาง
11. ออสซิลโลสโคป เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่มีจุดประสงค์เพื่อแสดงสัญญาณไฟฟ้าแบบกราฟิกที่แตกต่างกันไปตามเวลาจากแหล่งที่กำหนด สำหรับสิ่งนี้พวกเขาใช้แกนพิกัดบนหน้าจอซึ่งเส้นเป็นผลคูณของการวัดแรงดันไฟฟ้าจากสัญญาณไฟฟ้าที่กำหนด ใช้ในทางการแพทย์เพื่อวัดการทำงานของหัวใจ สมอง หรืออวัยวะอื่นๆ
12. บัตรแม่เหล็ก. เทคโนโลยีนี้ช่วยให้มีบัตรเครดิตหรือบัตรเดบิตซึ่งมีแถบแม่เหล็ก โพลาไรซ์ในทางที่กำหนด เพื่อเข้ารหัสข้อมูลตามการวางแนวของอนุภาค เฟอร์โรแม่เหล็ก ด้วยการแนะนำข้อมูลเข้าไปในอุปกรณ์เหล่านี้ อุปกรณ์ที่กำหนดโพลาไรซ์อนุภาคดังกล่าวในลักษณะเฉพาะ เพื่อให้คำสั่งดังกล่าวสามารถ "อ่าน" เพื่อดึงข้อมูลได้
13. ที่เก็บข้อมูลดิจิตอลบนเทปแม่เหล็ก เข้าสู่โลกแห่งการคำนวณและคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยให้สามารถจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากใน แผ่นแม่เหล็กที่มีอนุภาคโพลาไรซ์ในลักษณะเฉพาะและสามารถถอดรหัสได้โดยระบบ คอมพิวเตอร์ ดิสก์เหล่านี้สามารถถอดออกได้ เช่น ไดรฟ์ปากกา หรือฟล็อปปี้ดิสก์ที่เลิกใช้ไปแล้ว หรืออาจเป็นแบบถาวรและซับซ้อนกว่า เช่น ฮาร์ดไดรฟ์
14. กลองแม่เหล็ก โมเดลการจัดเก็บข้อมูลนี้ ซึ่งเป็นที่นิยมในปี 1950 และ 1960 เป็นหนึ่งในรูปแบบแรกของการจัดเก็บข้อมูลแม่เหล็ก เป็นกระบอกโลหะกลวงที่หมุนด้วยความเร็วสูงล้อมรอบด้วยวัสดุ แม่เหล็ก (เหล็กออกไซด์) ซึ่งพิมพ์ข้อมูลโดยใช้ระบบโพลาไรซ์ เข้ารหัส ต่างจากแผ่นดิสก์ตรงที่มันไม่มีหัวอ่านซึ่งทำให้มันคล่องตัวในการดึงข้อมูล
15. ไฟจักรยาน. ไฟที่ติดตั้งไว้ที่ด้านหน้าของจักรยาน ซึ่งจะเปิดขึ้นเมื่อเคลื่อนที่ ทำงานโดยหมุน วงล้อที่ติดแม่เหล็ก การหมุนทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก ดังนั้นจึงเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเล็กน้อย สลับกัน จากนั้นประจุไฟฟ้านี้จะถูกส่งไปยังหลอดไฟและแปลเป็นแสง