Sadržaj
Theelektromagnetizam To je grana fizike koja se približava poljima i elektriciteta i magnetizma iz teorije objedinjavanja kako bi formulirala jednu od četiri temeljne sile svemira do sada poznate: elektromagnetizam. Ostale temeljne sile (ili temeljne interakcije) su gravitacija te jake i slabe nuklearne interakcije.
Elektromagnetizam je teorija polja, koja se temelji na fizičkim veličinama vektor ili tenzor, koji ovise o položaju u prostoru i vremenu. Temelji se na četiri vektorske diferencijalne jednadžbe (formulirao ih je Michael Faraday, a prvi put ih je razvio James Clerk Maxwell, zbog čega su kršteni kao Maxwellove jednadžbe) koji omogućuju zajedničko proučavanje električnih i magnetskih polja, kao i električne struje, električne polarizacije i magnetske polarizacije.
S druge strane, elektromagnetizam je makroskopska teorija.To znači da proučava velike elektromagnetske pojave, primjenjive na velik broj čestica i znatne udaljenosti, budući da na atomskoj i molekularnoj razini ustupa mjesto drugoj disciplini, poznatoj kao kvantna mehanika.
Unatoč tome, nakon kvantne revolucije 20. stoljeća, poduzeta je potraga za kvantnom teorijom elektromagnetske interakcije, što je dovelo do kvantne elektrodinamike.
- Vidi također: Magnetski materijali
Područja primjene elektromagnetizma
Ovo je područje fizike ključno za razvoj brojnih disciplina i tehnologija, posebno inženjerstva i elektronike, kao i za skladištenje električne energije, pa čak i za njezinu uporabu u zdravstvu, zrakoplovstvu ili graditeljstvu. urbani.
Takozvana Druga industrijska revolucija ili Tehnološka revolucija ne bi bila moguća bez osvajanja električne energije i elektromagnetizma.
Primjeri primjene elektromagnetizma
- Marke. Mehanizam ovih svakodnevnih naprava uključuje cirkulaciju električnog naboja kroz elektromagnet, čije magnetsko polje privlači sićušni metalni čekić prema zvonu, prekidajući krug i dopuštajući mu da se ponovno pokrene, pa ga čekić više puta pogađa i proizvodi zvuk koji privlači našu pažnju.
- Vlakovi s magnetskim ovjesima. Umjesto da se kotrlja po tračnicama poput konvencionalnih vlakova, ovaj ultratehnološki model vlaka drži se u magnetskoj levitaciji zahvaljujući snažnim elektromagnetima ugrađenim u donji dio. Dakle, električna odbojnost između magneta i metala perona na kojem vozi vlak održava težinu vozila u zraku.
- Električni transformatori. Transformator, oni cilindrični uređaji koje u nekim zemljama vidimo na dalekovodima, služe za kontrolu (povećanje ili smanjenje) napona izmjenične struje. To čine kroz zavojnice raspoređene oko željezne jezgre, čija elektromagnetska polja omogućuju moduliranje intenziteta izlazne struje.
- Elektromotori. Elektromotori su električni strojevi koji rotacijom oko osi transformiraju električnu energiju u mehaničku. Ova energija generira kretanje mobitela. Njegov se rad temelji na elektromagnetskim silama privlačenja i odbijanja između magneta i zavojnice kroz koje cirkulira električna struja.
- Dinamo. Ti se uređaji koriste za iskorištavanje rotacije kotača vozila, poput automobila, za okretanje magneta i stvaranje magnetskog polja koje napaja izmjeničnu struju na zavojnice.
- Telefon. Magija iza ovog svakodnevnog uređaja nije ništa drugo do sposobnost pretvaranja zvučnih valova (kao što je glas) u modulacije elektromagnetskog polja koje se mogu prenijeti, u početku kabelom, na prijemnik na drugom kraju koji može izliti proces i oporavak elektromagnetski sadržanih zvučnih valova.
- Mikrovalna pećnica Ovi uređaji djeluju od stvaranja i koncentracije elektromagnetskih valova na hrani. Ti su valovi slični onima koji se koriste za radio komunikaciju, ali s velikom frekvencijom koja okreće diplode (magnetske čestice) u hrani vrlo velikom brzinom, dok se pokušavaju uskladiti s rezultirajućim magnetskim poljem. To je kretanje ono što generira toplinu.
- Snimanje magnetske rezonancije (MRI). Ova medicinska primjena elektromagnetizma bio je neviđeni napredak u zdravstvenim pitanjima, jer omogućuje neinvazivan pregled unutrašnjosti tijela živih bića, od elektromagnetske manipulacije atomima vodika koji se u njemu nalaze, kako bi se generiralo polje koje mogu interpretirati specijalizirana računala.
- Mikrofoni Ovi tako uobičajeni uređaji danas rade zahvaljujući dijafragmi koju privlači elektromagnet, a čija osjetljivost na zvučne valove omogućuje njihovo prevođenje u električni signal. Tada se to može prenijeti i dešifrirati na daljinu, ili čak pohraniti i reproducirati kasnije.
- Maseni spektrometri. To je uređaj koji omogućuje vrlo preciznu analizu sastava određenih kemijskih spojeva, počevši od magnetskog razdvajanja atoma koji ih čine, njihovom ionizacijom i očitavanjem na specijaliziranom računalu.
- Osciloskopi. Elektronički instrumenti čija je svrha grafički prikazati električne signale koji se vremenom razlikuju od određenog izvora. Za to koriste koordinatnu os na zaslonu čije su crte produkt mjerenja napona iz određenog električnog signala. Koriste se u medicini za mjerenje funkcija srca, mozga ili drugih organa.
- Magnetske kartice. Ova tehnologija omogućuje postojanje kreditnih ili debitnih kartica koje imaju polariziranu magnetsku vrpcu za šifriranje podataka na temelju orijentacije svojih feromagnetskih čestica. Uvođenjem informacija u njih, određeni uređaji polariziraju spomenute čestice na specifičan način, tako da se navedeni redoslijed može "pročitati" kako bi se dohvatile informacije.
- Digitalna pohrana na magnetskim vrpcama. Ključ u svijetu računarstva i računala, omogućuje pohranu velike količine informacija na magnetske diskove čije su čestice polarizirane na specifičan način i dešifrirane pomoću računalnog sustava. Ti se diskovi mogu ukloniti, poput diskovnih pogona ili sada nestalih disketa, ili mogu biti trajni i složeniji, poput tvrdih diskova.
- Magnetski bubnjevi. Ovaj model pohrane podataka, popularan 1950-ih i 1960-ih, bio je jedan od prvih oblika magnetskog pohranjivanja podataka. To je šuplji metalni cilindar koji se okreće velikom brzinom, okružen magnetskim materijalom (željeznim oksidom) na kojem se informacije tiskaju pomoću kodiranog polarizacijskog sustava. Za razliku od diskova, nije imao glavu za čitanje i to mu je omogućilo određenu okretnost u pronalaženju informacija.
- Svjetla za bicikle. Svjetla ugrađena u prednji dio bicikla, koja se uključuju prilikom kretanja, djeluju zahvaljujući rotaciji kotača na koji je pričvršćen magnet, čijim okretajem nastaje magnetsko polje, a time i skromni izvor naizmjenične električne energije. Taj se električni naboj zatim provodi do žarulje i prevodi u svjetlost.
- Nastavite s: Primjene za bakar
