Obsah
Theelektromagnetizmus Je to odvetvie fyziky, ktoré sa na základe zjednocujúcej teórie približuje k oblastiam elektriny a magnetizmu k formulovaniu jednej zo štyroch doteraz známych základných síl vesmíru: elektromagnetizmu. Ďalšími základnými silami (alebo základnými interakciami) sú gravitácia a silné a slabé jadrové interakcie.
To elektromagnetizmus je teória poľa, to znamená na základe fyzikálnych veličín vektor alebo tenzor, ktoré závisia od polohy v priestore a čase. Je založená na štyroch vektorových diferenciálnych rovniciach (formuloval ich Michael Faraday a vyvinul ich prvýkrát James Clerk Maxwell, preto boli pokrstení ako Maxwellove rovnice), ktoré umožňujú spoločné štúdium elektrických a magnetických polí, ako aj elektrického prúdu, elektrickej polarizácie a magnetickej polarizácie.
Na druhej strane, elektromagnetizmus je makroskopická teória.To znamená, že študuje veľké elektromagnetické javy použiteľné na veľké množstvo častíc a na veľké vzdialenosti, pretože na atómovej a molekulárnej úrovni ustupuje inej disciplíne známej ako kvantová mechanika.
Aj tak sa po kvantovej revolúcii dvadsiateho storočia začalo hľadať kvantová teória elektromagnetickej interakcie, čo viedlo k vzniku kvantovej elektrodynamiky.
- Pozri tiež: Magnetické materiály
Oblasti použitia elektromagnetizmu
Táto oblasť fyziky bola kľúčová pri vývoji mnohých disciplín a technológií, najmä strojárstva a elektroniky, ako aj pri skladovaní elektriny a dokonca pri jej využívaní v zdravotníctve, letectve alebo stavebníctve. mestský.
Takzvaná druhá priemyselná revolúcia alebo technologická revolúcia by nebola možná bez dobytia elektriny a elektromagnetizmu.
Príklady aplikácií elektromagnetizmu
- Známky. Mechanizmus týchto každodenných pomôcok zahŕňa cirkuláciu elektrického náboja cez elektromagnet, ktorého magnetické pole priťahuje malé kovové kladivo smerom k zvonu, prerušuje obvod a umožňuje jeho opätovné spustenie, takže kladivo doň opakovane zasahuje a produkuje zvuk, ktorý upúta našu pozornosť.
- Magnetické závesné vlaky. Namiesto ulievania sa po koľajniciach, ako sú bežné vlaky, je tento ultrotechnologický model vlaku držaný v magnetickej levitácii vďaka výkonným elektromagnetom inštalovaným v spodnej časti. Elektrické odpudzovanie medzi magnetmi a kovom nástupišťa, po ktorom vlak jazdí, teda udržuje váhu vozidla vo vzduchu.
- Elektrické transformátory. Transformátor, teda valcové zariadenia, ktoré v niektorých krajinách vidíme na elektrických vedeniach, slúžia na riadenie (zvyšovanie alebo znižovanie) napätia striedavého prúdu. Robia to cez cievky usporiadané okolo železného jadra, ktorých elektromagnetické polia umožňujú modulovať intenzitu výstupného prúdu.
- Elektrické motory. Elektrické motory sú elektrické stroje, ktoré otáčaním okolo osi premieňajú elektrickú energiu na mechanickú. Táto energia generuje pohyb mobilných telefónov. Jeho činnosť je založená na elektromagnetických silách príťažlivosti a odpudzovania medzi magnetom a cievkou, cez ktoré cirkuluje elektrický prúd.
- Dynamá. Tieto zariadenia sa používajú na využitie rotácie kolies vozidla, napríklad automobilu, na otáčanie magnetu a vytváranie magnetického poľa, ktoré dodáva cievkam striedavý prúd.
- Telefón. Kúzlom tohto každodenného zariadenia nie je nič iné ako schopnosť prevádzať zvukové vlny (napríklad hlas) na modulácie elektromagnetického poľa, ktoré sa môže prenášať spočiatku káblom do prijímača na druhom konci, ktorý je schopný vylievať procesu a spätne získavať elektromagneticky obsiahnuté zvukové vlny.
- Mikrovlnné rúry Tieto prístroje pracujú od vytvárania a koncentrácie elektromagnetických vĺn na potravinách. Tieto vlny sú podobné tým, ktoré sa používajú na rádiovú komunikáciu, ale s vysokou frekvenciou, ktorá rotuje diplody (magnetické častice) potravy pri veľmi vysokých rýchlostiach, pretože sa snažia zosúladiť s výsledným magnetickým poľom. Tento pohyb generuje teplo.
- Zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI). Táto medicínska aplikácia elektromagnetizmu predstavuje bezprecedentný pokrok v oblasti zdravia, pretože umožňuje neinvazívnym spôsobom skúmať vnútro tela živých bytostí, od elektromagnetickej manipulácie s atómami vodíka v ňom obsiahnutými, až po generovanie pole interpretovateľné špecializovanými počítačmi.
- Mikrofóny Tieto dnes také bežné zariadenia fungujú vďaka membráne priťahovanej elektromagnetom, ktorého citlivosť na zvukové vlny umožňuje ich preloženie na elektrický signál. To je potom možné prenášať a dešifrovať na diaľku alebo dokonca uložiť a reprodukovať neskôr.
- Hmotnostné spektrometre. Jedná sa o zariadenie, ktoré umožňuje veľmi presne analyzovať zloženie určitých chemických zlúčenín, počnúc magnetickou separáciou atómov, ktoré ich tvoria, pomocou ich ionizácie a čítania špecializovaným počítačom.
- Osciloskopy. Elektronické prístroje, ktorých účelom je graficky znázorniť elektrické signály meniace sa v čase, pochádzajúce z daného zdroja. Používajú na to súradnicovú os na obrazovke, ktorej čiary sú produktom merania napätí zo stanoveného elektrického signálu. Používajú sa v medicíne na meranie funkcií srdca, mozgu alebo iných orgánov.
- Magnetické karty. Táto technológia umožňuje existencii kreditných alebo debetných kariet, ktoré majú určitým spôsobom polarizovanú magnetickú pásku, šifrovať informácie na základe orientácie svojich feromagnetických častíc. Vkladaním informácií do nich určené zariadenia polarizujú uvedené častice konkrétnym spôsobom, takže uvedený príkaz je možné „načítať“, aby sa informácia získala.
- Digitálne ukladanie na magnetické pásky. Kľúčom vo svete informatiky a počítačov umožňuje ukladanie veľkého množstva informácií na magnetické disky, ktorých častice sú špecifickým spôsobom polarizované a dešifrovateľné počítačovým systémom. Tieto disky môžu byť vymeniteľné, napríklad ako disky s perom alebo teraz už nefunkčné diskety, alebo môžu byť trvalé a zložitejšie, ako napríklad pevné disky.
- Magnetické bubny. Tento model ukladania dát, populárny v 50. a 60. rokoch, bol jednou z prvých foriem ukladania magnetických údajov. Jedná sa o dutý kovový valec, ktorý sa otáča vysokou rýchlosťou, obklopený magnetickým materiálom (oxid železitý), na ktorom sú tlačené informácie pomocou kódovaného polarizačného systému. Na rozdiel od diskov nemal čítaciu hlavu a to mu umožňovalo určitú svižnosť pri získavaní informácií.
- Osvetlenie bicykla. Svetlá zabudované v prednej časti bicyklov, ktoré sa rozsvietia pri pohybe, fungujú vďaka otáčaniu kolesa, ku ktorému je pripevnený magnet, ktorého otáčaním vzniká magnetické pole, a teda skromný zdroj striedavej elektriny. Tento elektrický náboj je potom vedený do žiarovky a prevedený na svetlo.
- Pokračujte ďalej: Medené aplikácie
