15 Primeri uporabe elektromagnetizma

Uporabe elektromagnetizma

The elektromagnetizem je podružnica fizično ki se od združujoče teorije približuje področjem elektrike in magnetizma do oblikujejo eno od štirih doslej znanih temeljnih sil vesolja: elektromagnetizem. Druge temeljne sile (ali temeljne interakcije) so gravitacija ter močne in šibke jedrske interakcije.

Elektromagnetizem je teorija polja, ki temelji na fizičnih velikostih vektor ali tenzor, ki so odvisni od položaja v prostoru in času. Temelji na štirih vektorskih diferencialnih enačbah (ki jih je oblikoval Michael Faraday, prvič pa jih je razvil James Clerk Maxwell, zato so bili krščeni kot Maxwellove enačbe), ki omogočajo skupno preučevanje električnih in magnetnih polj, pa tudi električnega toka, električne polarizacije in magnetne polarizacije.

Po drugi strani pa je elektromagnetizem makroskopska teorija. To pomeni, da preučuje velike elektromagnetne pojave, ki veljajo za veliko število delcev in velike razdalje, saj se na atomski in molekularni ravni umakne drugi disciplini, imenovani mehanika kvantna.

Kljub temu se je po kvantni revoluciji dvajsetega stoletja začelo iskanje kvantne teorije elektromagnetne interakcije, kar je povzročilo kvantno elektrodinamiko.

Področja uporabe elektromagnetizma

To področje fizike je bilo ključno pri razvoju številnih disciplin in tehnologije, zlasti inženiring in elektronika, pa tudi shranjevanje električne energije in celo njena uporaba na področjih zdravja, aeronavtike ali urbane gradnje.

Tako imenovane druge industrijske revolucije ali tehnološke revolucije ne bi bilo mogoče brez osvajanja električne energije in elektromagnetizma.

Primeri uporabe elektromagnetizma

1. Poštne znamke. Mehanizem teh vsakdanjih pripomočkov vključuje kroženje električnega naboja skozi elektromagnet, katerega magnetno polje privlači kladivo. drobna kovina proti zvoncu, ki prekine vezje in mu omogoči ponovni zagon, zato kladivo večkrat udari in proizvaja zvok ki pritegne našo pozornost.
2. Vlaki z magnetnim vzmetenjem. Namesto da bi se vozil po tirih kot običajni vlaki, ta ultratehnološki model vlaka je v magnetnem levitaciji zahvaljujoč močnim elektromagnetom, nameščenim v njegovem delu nižje. Tako je električna odbojnost med magneti in kovine platforme, po kateri vlak kroži, ohranja težo vozila v zraku.
3. Električni transformatorji. Transformator, tiste cilindrične naprave, ki jih v nekaterih državah vidimo na daljnovodih, služijo za nadzor (povečanje ali zmanjšanje) napetosti izmeničnega toka. To storijo skozi tuljave, razporejene okoli železnega jedra, katerih elektromagnetna polja omogočajo modulacijo jakosti odhajajočega toka.
4. Elektromotorji. Elektromotorji so električni stroji, ki se z vrtenjem okoli osi transformirajo električna energija v mehanski energiji. Ta energija ustvarja gibanje mobilnega telefona. Njegovo delovanje temelji na elektromagnetnih silah privlačnosti in odbijanja med magnetom in tuljavo, skozi katero kroži električni tok.
5. Dinamo. Te naprave se uporabljajo za vrtenje koles vozila, kot je a avtomobil, da zavrti magnet in ustvari magnetno polje, ki napaja izmenični tok koluti.
6. Telefon. Čarobnost te vsakodnevne naprave ni nič drugega kot zmožnost pretvorbe zvočnih valov (kot je glas) v modulacije elektromagnetnega polja, ki lahko se najprej pošljejo po kablu do sprejemnika na drugem koncu, ki je sposoben razliti postopek in obnoviti vsebovane zvočne valove elektromagnetno.
7. Mikrovalovne pečice. Te naprave delujejo od ustvarjanja in koncentracije elektromagnetnih valov na hrani. Ti valovi so podobni tistim, ki se uporabljajo za komunikacijo po radiu, vendar z visoko frekvenco, ki z zelo velikimi hitrostmi vrti diplode (magnetne delce) hrane, saj se poskušajo uskladiti z nastalim magnetnim poljem. To gibanje je tisto, kar ustvarja vroče.
8. Slikanje z magnetno resonanco (MRI). Ta medicinska uporaba elektromagnetizma je bil napredek na področju zdravja brez primere, saj omogoča neinvaziven pregled notranjosti telesa živa bitja, iz elektromagnetne manipulacije vodikovih atomov v njem, da se ustvari polje, ki ga lahko razlagajo specializirani računalniki.
9. Mikrofoni Te tako pogoste naprave danes delujejo zahvaljujoč membrani, ki jo privlači elektromagnet, katere občutljivost na zvočne valove omogoča njihovo pretvorbo v električni signal. To lahko nato prenesete in dešifrirate na daljavo ali celo shranite in reproducirate pozneje.
10. Maseni spektrometri. To je naprava, ki omogoča zelo natančno analizo sestave nekaterih kemičnih spojin na osnovi magnetne ločitve atomi ki jih sestavljajo z ionizacijo in branjem s pomočjo specializiranega računalnika.
11. Osciloskopi. Elektronski instrumenti, katerih namen je grafično predstaviti časovno različne električne signale, ki prihajajo iz določenega vira. Za to uporabljajo koordinatno os na zaslonu, katere črte so plod merjenja napetosti iz določenega električnega signala. V medicini se uporabljajo za merjenje funkcij srca, možganov ali drugih organov.
12. Magnetne kartice. Ta tehnologija omogoča obstoj kreditnih ali debetnih kartic z magnetnim trakom polarizirano na odločen način za šifriranje informacij glede na usmerjenost njegovih delcev feromagnetna. Z vnašanjem informacij vanje imenovane naprave polarizirajo omenjene delce na določen način, tako da je nato navedeni vrstni red mogoče "prebrati" za pridobitev informacij.
13. Digitalno shranjevanje na magnetnih trakovih. Ključnega pomena v svetu računalništva in računalnikov omogoča shranjevanje velikih količin informacij magnetni diski, katerih delci so polarizirani na določen način in jih je mogoče razvozlati v sistemu računalniško podprt. Ti diski so lahko odstranljivi, na primer pogoni s pisali ali diskete, ki zdaj ne delujejo, ali pa so lahko trajni in bolj zapleteni, kot trdi diski.
14. Magnetni bobni. Ta model shranjevanja podatkov, priljubljen v petdesetih in šestdesetih letih prejšnjega stoletja, je bil ena prvih oblik magnetnega shranjevanja podatkov. To je votel kovinski valj, ki se vrti z velikimi hitrostmi, obdan z materialom magnetni (železov oksid), pri katerem se informacije tiskajo s polarizacijskim sistemom kodirano. Za razliko od diskov ni imel bralne glave in mu je to omogočalo določeno gibčnost pri iskanju informacij.
15. Kolesarske luči. Luči, vgrajene v sprednji del koles, ki se vklopijo med premikanjem, delujejo tako, da obračajo kolo, na katerega je pritrjen magnet, katerega vrtenje ustvarja magnetno polje in zato skromen vir električne energije namestniki. Ta električni naboj se nato odvede do žarnice in prevede v svetlobo.