Tartalom
Azelektromágnesesség Ez a fizika olyan ága, amely egyesítő elméletből közelíti meg mind az elektromosság, mind a mágnesesség terét, hogy megfogalmazza az univerzum eddig ismert négy alapvető erejének egyikét: az elektromágnesességet. A többi alapvető erő (vagy alapvető kölcsönhatás) a gravitáció, valamint az erős és gyenge nukleáris kölcsönhatások.
Az elektromágnesesség terepi elmélet, vagyis fizikai nagyságrendeken alapul vektor vagy tenzor, amelyek a térben és az időben elfoglalt helyzettől függenek. Négy vektor-differenciálegyenleten alapszik (Michael Faraday fogalmazta meg és James Clerk Maxwell fejlesztette ki először, ezért keresztelték meg Maxwell-egyenletek), amelyek lehetővé teszik az elektromos és mágneses mezők, valamint az elektromos áram, az elektromos polarizáció és a mágneses polarizáció együttes vizsgálatát.
Másrészt az elektromágnesesség makroszkopikus elmélet.Ez azt jelenti, hogy nagy elektromágneses jelenségeket vizsgál, amelyek nagy részecskeszámra és jelentős távolságokra alkalmazhatók, mivel atom- és molekuláris szinten utat enged egy másik tudományágnak, az úgynevezett kvantummechanikának.
Ennek ellenére a 20. századi kvantumforradalom után megkezdték az elektromágneses interakció kvantumelméletének felkutatását, ezáltal megalapozva a kvantumelektrodinamikát.
- Lásd még: Mágneses anyagok
Az elektromágnesesség alkalmazási területei
Ez a fizika területe kulcsfontosságú volt számos tudományág és technológia - különösen a mérnöki és elektronikai - fejlesztésében, valamint a villamos energia tárolásában, sőt annak felhasználásában az egészségügy, a repülés vagy az építőipar területén. városi.
Az úgynevezett második ipari forradalom vagy technológiai forradalom nem lett volna lehetséges az áram és az elektromágnesesség meghódítása nélkül.
Példák az elektromágnesesség alkalmazására
- Bélyegek. Ezeknek a mindennapi készülékeknek a mechanizmusa magában foglalja az elektromos töltés keringését egy elektromágnesen keresztül, amelynek mágneses tere egy apró fémkalapácsot csengő felé vonz, megszakítva az áramkört és lehetővé téve az újrakezdést, így a kalapács ismételten eltalálja. olyan hangot produkál, amely magára vonja a figyelmünket.
- Mágneses felfüggesztésű vonatok. Ahelyett, hogy a hagyományos vonatokhoz hasonló sínen gördülne, ez az ultratechnológiai vonatmodell mágneses lebegésben van tartva az alsó részébe telepített erős elektromágneseknek köszönhetően. Így a mágnesek és a peron fémje közötti elektromos taszítás, amelyen a vonat közlekedik, tartja a jármű súlyát a levegőben.
- Elektromos transzformátorok. Transzformátor, azok a hengeres eszközök, amelyeket egyes országokban az elektromos vezetéken látunk, szolgálják a váltakozó áram feszültségének szabályozását (növelését vagy csökkentését). Ezt egy vasmag köré rendezett tekercseken keresztül teszik, amelyek elektromágneses terei lehetővé teszik a kimenő áram intenzitásának modulálását.
- Elektromos motorok. Az elektromos motorok olyan elektromos gépek, amelyek egy tengely körül forogva átalakítják az elektromos energiát mechanikai energiává. Ez az energia generálja a mobil mozgását. Működése a mágnes és egy tekercs közötti elektromágneses vonzás- és taszítóerőkön alapul, amelyeken keresztül elektromos áram kering.
- Dynamos. Ezeket az eszközöket arra használják, hogy kihasználják a jármű, például egy autó kerekeinek forgását, hogy mágnest forgassanak és mágneses teret hozzanak létre, amely váltakozó áramot táplál a tekercsekhez.
- telefon. Ennek a mindennapi eszköznek a varázsa nem más, mint az a képesség, hogy a hanghullámokat (például hangot) elektromágneses tér modulációivá alakítsa át, amelyet kezdetben kábellel továbbíthatnak a másik végén lévő, egy öntésre alkalmas vevőhöz. az elektromágneses hanghullámok visszanyerése.
- Mikrohullámú sütők Ezek a készülékek az elektromágneses hullámok táplálékon történő keletkezésétől és koncentrációjától működnek. Ezek a hullámok hasonlóak a rádiós kommunikációhoz használt hullámokhoz, de nagy frekvenciájúak, amelyek nagyon nagy sebességgel forgatják az étel diplódáit (mágneses részecskéit), miközben megpróbálnak igazodni a keletkező mágneses térhez. Ez a mozgás generálja a hőt.
- Mágneses rezonancia képalkotás (MRI). Az elektromágnesesség ezen orvosi alkalmazása soha nem látott előrelépést jelentett az egészségügyi kérdésekben, mivel lehetővé teszi az élőlények testének belső részének nem invazív módon történő vizsgálatát, a benne lévő hidrogénatomok elektromágneses manipulációjától kezdve. speciális számítógépek által értelmezhető mező.
- Mikrofonok Ezek a manapság annyira elterjedt készülékek az elektromágnes által vonzott membránnak köszönhetően működnek, amelynek hanghullámokra való érzékenysége lehetővé teszi, hogy elektromos jellé alakítsák őket. Ez aztán távolról továbbítható és visszafejthető, vagy akár később is tárolható és reprodukálható.
- Tömegspektrométerek. Ez egy olyan eszköz, amely lehetővé teszi egyes kémiai vegyületek összetételének nagy pontosságú elemzését, az őket alkotó atomok mágneses elválasztásától kezdve, ionizálásuk és speciális számítógép által történő leolvasás útján.
- Oszcilloszkópok. Olyan elektronikus műszerek, amelyeknek az a célja, hogy grafikusan ábrázolják az adott jelforrástól függően idővel változó elektromos jeleket. Ehhez egy koordinátatengelyt használnak a képernyőn, amelynek vonalai a meghatározott elektromos jelből származó feszültségek mérésének termékei. Az orvostudományban használják a szív, az agy vagy más szervek működésének mérésére.
- Mágneses kártyák. Ez a technológia lehetővé teszi hitelkártyák vagy betéti kártyák létezését, amelyek bizonyos módon polarizált mágnesszalaggal rendelkeznek, az információk titkosításához a ferromágneses részecskék orientációja alapján. Azáltal, hogy információkat juttatnak beléjük, a kijelölt eszközök meghatározott módon polarizálják az említett részecskéket, így az említett sorrend azután "olvasható" az információ visszakeresése céljából.
- Digitális tárolás mágnesszalagokon. Kulcs a számítástechnika és a számítógépek világában, lehetővé teszi nagy mennyiségű információ tárolását olyan mágneses lemezeken, amelyek részecskéit meghatározott módon polarizálják és egy számítógépes rendszer megfejtheti. Ezek a lemezek lehetnek eltávolíthatók, például tollmeghajtók vagy már nem működő hajlékonylemezek, vagy lehetnek állandóak és összetettebbek, például a merevlemezek.
- Mágneses dobok. Ez az 1950-es és 1960-as években népszerű adattárolási modell volt az egyik első mágneses adattárolási forma. Ez egy üreges fémhenger, amely nagy sebességgel forog, körülvéve egy mágneses anyaggal (vas-oxid), amelyre információkat kódolt polarizációs rendszer segítségével nyomtatnak. A lemezekkel ellentétben nem volt olvasófej, és ez némi mozgékonyságot tett lehetővé az információk visszakeresésében.
- Kerékpárlámpák. A kerékpárok elejébe beépített lámpák, amelyek utazáskor kigyulladnak, a kerék forgásának köszönhetően működnek, amelyhez egy mágnes kapcsolódik, amelynek forgása mágneses teret és ezért szerény váltakozó áramforrást eredményez. Ezt az elektromos töltést ezután az izzóra vezetik és fényvé alakítják.
- Folytassa: Réz alkalmazások
