Съдържание
Theелектромагнетизъм Това е клон на физиката, който се доближава до областите на електричеството и магнетизма от обединяваща теория, за да формулира една от четирите основни сили на Вселената, известни досега: електромагнетизмът. Другите основни сили (или фундаментални взаимодействия) са гравитацията и силните и слабите ядрени взаимодействия.
Това за електромагнетизма е теория на полето, тоест базирана на физически величини вектор или тензор, които зависят от позицията в пространството и времето. Тя се основава на четири векторни диференциални уравнения (формулирани от Майкъл Фарадей и разработени за първи път от Джеймс Клерк Максуел, поради което те са кръстени като Уравнения на Максуел), които позволяват съвместно изследване на електрическо и магнитно поле, както и електрически ток, електрическа поляризация и магнитна поляризация.
От друга страна, електромагнетизмът е макроскопична теория.Това означава, че той изучава големи електромагнитни явления, приложими за голям брой частици и значителни разстояния, тъй като на атомно и молекулярно ниво отстъпва на друга дисциплина, известна като квантова механика.
Въпреки това, след квантовата революция на 20-ти век, се предприема търсенето на квантова теория на електромагнитното взаимодействие, като по този начин се поражда квантовата електродинамика.
- Вижте също: Магнитни материали
Области на приложение на електромагнетизма
Тази област на физиката е ключова за развитието на многобройни дисциплини и технологии, по-специално инженерство и електроника, както и съхранението на електричество и дори използването му в области на здравеопазването, аеронавтиката или строителството. градски.
Така наречената Втора индустриална революция или технологична революция не би била възможна без завладяването на електричеството и електромагнетизма.
Примери за приложения на електромагнетизма
- Печати. Механизмът на тези ежедневни джаджи включва циркулацията на електрически заряд през електромагнит, чието магнитно поле привлича малък метален чук към камбана, прекъсвайки веригата и позволявайки й да започне отново, така че чукът го удря многократно и произвежда звука, който привлича вниманието ни.
- Влакове с магнитно окачване. Вместо да се търкаля по релси като конвенционалните влакове, този ултратехнологичен модел влак се задържа в магнитна левитация благодарение на мощни електромагнити, инсталирани в долната му част. По този начин електрическото отблъскване между магнитите и метала на платформата, по която се движи влакът, поддържа теглото на превозното средство във въздуха.
- Електрически трансформатори. Трансформатор, онези цилиндрични устройства, които в някои страни виждаме на електропроводи, служат за контрол (увеличаване или намаляване) на напрежението на променлив ток. Те правят това чрез намотки, разположени около желязна сърцевина, чиито електромагнитни полета позволяват да се модулира интензивността на изходящия ток.
- Електрически двигатели. Електрическите двигатели са електрически машини, които чрез въртене около оста преобразуват електрическата енергия в механична. Тази енергия генерира движението на мобилния телефон. Действието му се основава на електромагнитните сили на привличане и отблъскване между магнит и намотка, през които циркулира електрически ток.
- Динамо. Тези устройства се използват, за да се възползват от въртенето на колелата на превозно средство, като автомобил, за завъртане на магнит и създаване на магнитно поле, което подава променлив ток към бобините.
- Телефон. Магията зад това ежедневно устройство не е нищо друго освен способността да преобразува звуковите вълни (като глас) в модулации на електромагнитно поле, които могат да бъдат предадени, първоначално чрез кабел, към приемник в другия край, който може да излее обработва и възстановява електромагнитно съдържащите се звукови вълни.
- Микровълнови печки Тези уреди работят от генерирането и концентрацията на електромагнитни вълни върху храната. Тези вълни са подобни на тези, използвани за радиокомуникация, но с висока честота, която върти диплодите (магнитните частици) на храната с много висока скорост, тъй като те се опитват да се приведат в съответствие с полученото магнитно поле. Това движение е това, което генерира топлината.
- Ядрено-магнитен резонанс (ЯМР). Това медицинско приложение на електромагнетизма е безпрецедентен напредък в областта на здравето, тъй като позволява да се изследва по неинвазивен начин вътрешността на тялото на живите същества, от електромагнитната манипулация на съдържащите се в него водородни атоми, за да се генерира поле, интерпретирано от специализирани компютри.
- Микрофони Тези толкова често срещани днес устройства работят благодарение на мембрана, привлечена от електромагнит, чиято чувствителност към звукови вълни им позволява да бъдат преобразувани в електрически сигнал. След това това може да се предаде и дешифрира дистанционно, или дори да се съхранява и възпроизвежда по-късно.
- Мас спектрометри. Това е устройство, което позволява с голяма точност да се анализира състава на някои химични съединения, започвайки от магнитното разделяне на атомите, които ги съставят, чрез тяхната йонизация и отчитане от специализиран компютър.
- Осцилоскопи. Електронни инструменти, чиято цел е да представят графично електрическите сигнали, които се различават във времето от даден източник. За това те използват координатна ос на екрана, чиито линии са продукт на измерването на напреженията от определения електрически сигнал. Те се използват в медицината за измерване на функциите на сърцето, мозъка или други органи.
- Магнитни карти. Тази технология позволява съществуването на кредитни или дебитни карти, които имат магнитна лента, поляризирана по определен начин, за криптиране на информация въз основа на ориентацията на нейните феромагнитни частици. Чрез въвеждане на информация в тях, определените устройства поляризират споменатите частици по специфичен начин, така че споменатата заповед след това може да бъде "прочетена" за извличане на информацията.
- Цифрово съхранение на магнитни ленти. Ключов в света на компютрите и компютрите, той позволява да се съхраняват големи количества информация на магнитни дискове, чиито частици са поляризирани по специфичен начин и дешифрирани от компютърна система. Тези дискове могат да бъдат сменяеми, като писалки или вече несъществуващи флопи дискове, или могат да бъдат постоянни и по-сложни, като твърдите дискове.
- Магнитни барабани. Този модел на съхранение на данни, популярен през 50-те и 60-те години, е една от първите форми на магнитно съхранение на данни. Това е кух метален цилиндър, който се върти с високи скорости, заобиколен от магнитен материал (железен оксид), върху който се отпечатва информация посредством кодирана поляризационна система. За разлика от дисковете, той нямаше четяща глава и това му позволяваше известна пъргавина при извличането на информация.
- Велосипедни светлини. Светлините, вградени в предната част на велосипедите, които се включват при движение, работят благодарение на въртенето на колелото, към което е прикрепен магнит, чието завъртане произвежда магнитно поле и следователно скромен източник на променливо електричество. След това този електрически заряд се провежда към крушката и се преобразува в светлина.
- Продължете с: Медни приложения
