Turinys
Theelektromagnetizmas Tai fizikos šaka, kuri iš vienijančios teorijos priartėja tiek prie elektros, tiek nuo magnetizmo laukų, kad suformuluotų vieną iš keturių iki šiol žinomų visatos jėgų: elektromagnetizmą. Kitos pagrindinės jėgos (arba esminės sąveikos) yra gravitacija ir stipri bei silpna branduolio sąveika.
Elektromagnetizmas yra lauko teorija, tai yra, pagrįsta fiziniais dydžiais vektorius arba tensorius, kurie priklauso nuo padėties erdvėje ir laike. Jis pagrįstas keturiomis vektorinėmis diferencialinėmis lygtimis (kurias suformulavo Michaelas Faraday ir pirmą kartą sukūrė Jamesas Clerkas Maxwellas, todėl jie buvo pakrikštyti kaip Maksvelo lygtys), leidžiančius kartu tirti elektrinius ir magnetinius laukus, taip pat elektros srovę, elektrinę ir magnetinę poliarizaciją.
Kita vertus, elektromagnetizmas yra makroskopinė teorija.Tai reiškia, kad jis tiria didelius elektromagnetinius reiškinius, taikomus dideliam dalelių skaičiui ir dideliems atstumams, nes atominiame ir molekuliniame lygmenyse jis užleidžia vietą kitai disciplinai, vadinamai kvantine mechanika.
Nepaisant to, po 20-ojo amžiaus kvantinės revoliucijos buvo imtasi ieškoti elektromagnetinės sąveikos kvantinės teorijos, taip sukūrus kvantinę elektrodinamiką.
- Taip pat žiūrėkite: Magnetinės medžiagos
Elektromagnetizmo taikymo sritys
Ši fizikos sritis buvo labai svarbi kuriant daugelį disciplinų ir technologijų, ypač inžinerijos ir elektronikos, taip pat saugant elektrą ir net ją naudojant sveikatos, aeronautikos ar statybos srityse. miesto.
Vadinamoji antroji pramoninė revoliucija ar technologinė revoliucija nebūtų buvusi įmanoma be elektros ir elektromagnetizmo užkariavimo.
Elektromagnetizmo taikymo pavyzdžiai
- Antspaudai. Šių kasdienių įtaisų mechanizmas apima elektrinio krūvio cirkuliaciją per elektromagnetą, kurio magnetinis laukas pritraukia mažą metalinį plaktuką link varpo, nutraukdamas grandinę ir leidžiantis jai vėl pradėti veikti, todėl plaktukas pakartotinai pataiko į jį ir sukuria garsą, kuris pritraukia mūsų dėmesį.
- Magnetinės pakabos traukiniai. Užuot riedėjęs bėgiais kaip įprasti traukiniai, šis apatinėje dalyje sumontuotų galingų elektromagnetų dėka šis ultratechnologinis traukinių modelis laikomas magnetine levitacija. Taigi elektrinis atstūmimas tarp magnetų ir platformos, ant kurios važiuoja traukinys, metalo išlaiko ore transporto priemonės svorį.
- Elektros transformatoriai. Transformatorius - tie cilindriniai įtaisai, kuriuos kai kuriose šalyse matome elektros linijose, naudojami kintamosios srovės įtampai valdyti (padidinti ar sumažinti). Jie tai daro per ritinius, išdėstytus aplink geležinę šerdį, kurios elektromagnetiniai laukai leidžia moduliuoti išeinančios srovės intensyvumą.
- Elektriniai varikliai. Elektriniai varikliai yra elektros mašinos, kurios, sukdamosi aplink ašį, elektros energiją paverčia mechanine. Ši energija generuoja mobiliojo judėjimą. Jo veikimas pagrįstas elektromagnetinėmis traukos ir atstūmimo jėgomis tarp magneto ir ritės, per kurią cirkuliuoja elektros srovė.
- Dinamos. Šie įtaisai naudojami norint išnaudoti transporto priemonės, pavyzdžiui, automobilio, ratų sukimąsi, norint pasukti magnetą ir sukurti magnetinį lauką, kuris maitina kintamą srovę į ritinius.
- Telefonas. Šio kasdienio prietaiso magija yra ne kas kitas, o galimybė konvertuoti garso bangas (pvz., Balsą) į elektromagnetinio lauko moduliacijas, kurias iš pradžių kabeliu galima perduoti į imtuvą, esantį kitame gale. procesą ir atkurti elektromagnetiškai esančias garso bangas.
- Mikrobangų krosnelės Šie prietaisai veikia nuo elektromagnetinių bangų susidarymo ir koncentracijos maiste. Šios bangos yra panašios į tas, kurios naudojamos radijo ryšiui, tačiau turi aukštą dažnį, kuris maisto diplodus (magnetines daleles) sukasi labai dideliu greičiu, nes jos bando lygiuotis į susidariusį magnetinį lauką. Šis judėjimas sukuria šilumą.
- Magnetinio rezonanso tomografija (MRT). Šis medicininis elektromagnetizmo pritaikymas buvo precedento neturintis žingsnis sveikatos srityje, nes jis leidžia neinvaziniu būdu ištirti gyvų būtybių kūno vidų, pradedant elektromagnetiniu manipuliavimu jame esančiais vandenilio atomais. specializuotų kompiuterių interpretuojama sritis.
- Mikrofonai Šie šiandien taip įprasti prietaisai veikia dėl elektromagneto pritraukiamos diafragmos, kurios jautrumas garso bangoms leidžia jas paversti elektriniu signalu. Tada tai galima perduoti ir iššifruoti nuotoliniu būdu, arba net vėliau išsaugoti ir atkurti.
- Masių spektrometrai. Tai prietaisas, leidžiantis labai tiksliai analizuoti tam tikrų cheminių junginių sudėtį, pradedant nuo juos sudarančių atomų magnetinio atskyrimo, naudojant jų jonizaciją ir nuskaitymą specializuotu kompiuteriu.
- Osciloskopai. Elektroniniai prietaisai, kurių tikslas - grafiškai pavaizduoti elektrinius signalus, kurie laikui bėgant skiriasi nuo konkretaus šaltinio. Tam jie ekrane naudoja koordinačių ašį, kurios linijos yra įtampos matavimo iš nustatyto elektrinio signalo rezultatas. Jie naudojami medicinoje širdies, smegenų ar kitų organų funkcijoms matuoti.
- Magnetinės kortelės. Ši technologija leidžia egzistuoti kredito ar debeto kortelėms, kurių magnetinė juosta yra poliarizuota tam tikru būdu, šifruoti informaciją, atsižvelgiant į jos feromagnetinių dalelių orientaciją. Įvedę į juos informaciją, paskirtieji prietaisai poliarizuoja minėtas daleles tam tikru būdu, kad minėtą tvarką būtų galima „perskaityti“ ir gauti informaciją.
- Skaitmeninė laikmena magnetinėse juostose. Svarbiausia skaičiavimo ir kompiuterių pasaulyje, ji leidžia kaupti didelius informacijos kiekius magnetiniuose diskuose, kurių dalelės yra poliarizuotos tam tikru būdu ir iššifruojamos kompiuterizuota sistema. Šie diskai gali būti išimami, pvz., Rašomieji diskai ar dabar nebenaudojami diskeliai, arba gali būti nuolatiniai ir sudėtingesni, pavyzdžiui, kietieji diskai.
- Magnetiniai būgnai. Šis duomenų saugojimo modelis, populiarus 1950–1960 m., Buvo viena pirmųjų magnetinių duomenų saugojimo formų. Tai tuščiaviduris metalinis cilindras, besisukantis dideliu greičiu, apsuptas magnetinės medžiagos (geležies oksido), ant kurios informacija spausdinama naudojant užkoduotą poliarizacijos sistemą. Skirtingai nuo diskų, jis neturėjo skaitymo galvutės ir tai leido tam tikrą judrumą ieškant informacijos.
- Dviračių žibintai. Dviračių priekyje įmontuoti žibintai, kurie įsijungia judėdami, veikia sukant ratą, prie kurio pritvirtintas magnetas, kurį sukant susidaro magnetinis laukas, todėl kuklus kintamos elektros energijos šaltinis. Tada šis elektros krūvis nukreipiamas į lemputę ir paverčiamas šviesa.
- Tęskite: Vario programos
