elektromagnetyzm

Fizyczny

2022

Wyjaśniamy, czym jest elektromagnetyzm i jakie są jego zastosowania. Również jego historia i przykłady.

Elektromagnetyzm bada związek między zjawiskami elektrycznymi i magnetycznymi.

Czym jest elektromagnetyzm?

Elektromagnetyzm jest gałęziąfizyczny zajmująca się badaniem relacji między zjawiskami elektrycznymi i magnetycznymi, czyli interakcjami między cząstki załadowany i pola elektryczne Y magnetyczny.

W 1821 r. poznano podstawy elektromagnetyzmu dzięki pracy naukowej Brytyjczyka Michaela Faradaya, która dała początek temu dyscyplina. W 1865 Szkot James Clerk Maxwell sformułował cztery „równania Maxwella”, które całkowicie opisują zjawiska elektromagnetyczne.

Zastosowania elektromagnetyzmu

Kompasy działają na zasadzie elektromagnetyzmu.

Zjawiska elektromagnetyczne mają bardzo ważne zastosowania w dyscyplinach takich jak inżynieria,elektronika, tenZdrowie, aeronautyka czy budownictwo cywilne, m.in. Pojawiają się w życiu codziennym, prawie nie zdając sobie z tego sprawy, w kompasach, głośnikach, dzwonkach do drzwi, kartach magnetycznych, dyskach twardych.

Główne zastosowania elektromagnetyzmu znajdują zastosowanie w:

Eksperymenty na elektromagnetyzmie

Dzięki prostym eksperymentom można zrozumieć niektóre zjawiska elektromagnetyczne, takie jak:

Silnik elektryczny. Aby przeprowadzić eksperyment, który pokazuje podstawowe pojęcie o działaniu silnika elektrycznego, potrzebujemy:

    • A magnes
    • A bateria AAA
    • Śruba
    • Kawałek kabla elektrycznego o długości 20 cm
  • Pierwszy krok. Oprzyj czubek śruby na ujemnym biegunie baterii i oprzyj magnes na łbie śruby. Możesz zobaczyć, jak elementy przyciągają się nawzajem dzięki magnetyzm.
  • Drugi krok. Połącz końce kabla z dodatnim biegunem akumulatora i magnesem (który jest razem ze śrubą na ujemnym biegunie akumulatora).
  • Wynik. Uzyskuje się obwód akumulatora-magnes-magnes-kabel, przez który a prąd elektryczny który przechodzi przez pole magnetyczne wytworzone przez magnes i obraca się z dużą prędkością dzięki a zmuszać stała styczna zwana „siłą Lorentza”. Wręcz przeciwnie, jeśli spróbujesz połączyć elementy, odwracając bieguny baterii, elementy odpychają się nawzajem.

Klatka Faradaya. Poniżej znajduje się szczegółowy eksperyment pozwala zrozumieć, jak fale elektromagnetyczne przepływają w urządzeniach elektronicznych. Do tego potrzebne są następujące elementy:

    • Przenośne radio lub telefon komórkowy na baterie
    • Metalowa kratka z otworami nie większymi niż 1 cm
    • Szczypce lub nożyczki do cięcia siatki
    • Małe kawałki drutu do mocowania siatki drucianej
    • Folia aluminiowa (może nie być konieczna)
  • Pierwszy krok. Wytnij prostokątny kawałek siatki drucianej o wysokości 20 cm i długości 80 cm, aby można było złożyć cylinder.
  • Drugi krok. Wytnij kolejny okrągły kawałek siatki drucianej o średnicy 25 cm (powinien mieć wystarczającą średnicę, aby przykryć cylinder).
  • Trzeci krok. Połącz końce prostokąta metalowej siatki tak, aby uformował się walec i przymocuj końce kawałkami drutu.
  • Czwarty krok. Włóż włączone radio do metalowego cylindra i zakryj cylinder metalowym okręgiem.
  • Wynik. Radio przestanie grać, ponieważ fale elektromagnetyczne z zewnątrz nie mogą przejść przez metal.
    Jeśli zamiast radia włożymy telefon komórkowy i wywołamy ten numer, żeby dzwonił, to się stanie, że nie zadzwoni. W przypadku, gdy dzwoni, należy użyć grubszej metalowej kratki i mniejszych otworów lub owinąć telefon w folię aluminiową. Coś podobnego dzieje się podczas rozmowy przez telefon komórkowy i wchodzenia do windy, powodując odcięcie sygnału, co jest efektem „klatki Faradaya”.

Do czego służy elektromagnetyzm?

Elektromagnetyzm pozwala na korzystanie z urządzeń takich jak mikrofale czy telewizor.

Elektromagnetyzm jest bardzo przydatny w przypadku istota ludzka ponieważ istnieje niezliczona ilość aplikacji, które pozwalają spełnić Twoje potrzeby. Wiele instrumentów używanych na co dzień działa dzięki efektom elektromagnetycznym. Na przykład prąd elektryczny, który krąży przez wszystkie złącza w domu, ma wiele zastosowań (kuchenka mikrofalowa, wentylator, blender, telewizja, tenkomputer), które działają z powodu elektromagnetyzmu.

Magnetyzm i elektromagnetyzm

Magnetyzm to zjawisko, które wyjaśnia siłę przyciągania lub odpychania między materiałami magnetycznymi a poruszającymi się ładunkami.

Elektromagnetyzm obejmuje:zjawiska fizyczne wytwarzane przez ładunki elektryczne w spoczynku lub wruch, które powodują powstawanie pól elektrycznych, magnetycznych lub elektromagnetycznych i które wpływają na materię, która może znajdować się wgazowy, płyn Ysolidny.

Przykłady elektromagnetyzmu

Dzwonek do drzwi działa poprzez elektromagnes, który odbiera ładunek elektryczny.

Istnieje wiele przykładów elektromagnetyzmu, a do najczęstszych należą:

  • Dzwonek. Jest to urządzenie zdolne do generowania sygnału dźwiękowego po naciśnięciu włącznika. Działa poprzez elektromagnes, który odbieraładunek elektryczny, który generuje pole magnetyczne (efekt magnesu), które przyciąga mały młotek uderzający o metalową powierzchnię i emitującydźwięk.
  • Pociąg lewitacji magnetycznej. W przeciwieństwie do pociągu napędzanego przez lokomotywę elektryczną poruszającą się po szynach, jest to środek transportu podtrzymywany i napędzany siłą magnetyzmu oraz potężnymi elektromagnesami umieszczonymi w jego dolnej części.
  • Transformator elektryczny. Jest to urządzenie elektryczne, które pozwala na zwiększenie lub zmniejszenieNapięcie (lub napięcie) prądu przemiennego.
  • Silnik elektryczny. Jest to urządzenie, które przekształcaenergia elektryczna w energia mechaniczna, wytwarzając ruch poprzez działanie pól magnetycznych, które są generowane wewnątrz.
  • Dynamo. Jest to generator elektryczny, który wykorzystuje energię mechaniczną ruchu obrotowego i przekształca ją w energię elektryczną.
  • Mikrofalówka. Jest to piekarnik elektryczny, który wytwarza promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości mikrofal. Te promieniowanie wibruje molekuły zWoda które posiadają jedzenie, który szybko wytwarza ciepło, gotując żywność.
  • Rezonans magnetyczny. Jest to badanie medyczne, za pomocą którego uzyskuje się obrazy budowy i składu organizmu. Składa się z interakcji pola magnetycznego wytworzonego przez maszynę, rezonatora magnetycznego (działającego jak magnes) iatomy wodoru zawartego w ciele osoby. Atomy te są przyciągane przez „efekt magnetyczny” urządzenia i generują pole elektromagnetyczne, które jest wychwytywane i przedstawiane na obrazach.
  • Mikrofon. Jest to urządzenie, które wykrywa energia akustyczna (dźwięk) i przekształca go w energię elektryczną. Czyni to poprzez membranę (lub membranę), która jest przyciągana przez magnes w polu magnetycznym i wytwarza prąd elektryczny proporcjonalny do odbieranego dźwięku.
  • Planeta Ziemia. Nasza planeta działa jak gigantyczny magnes dzięki polu magnetycznemu, które jest generowane w jej jądrze (złożonym z metali takich jak żelazo, nikiel). Ruchobrót Ziemi generuje strumień naładowanych cząstek ( elektrony atomów jądra Ziemi). Prąd ten wytwarza pole magnetyczne, które rozciąga się na kilka kilometrów nad powierzchnią planety i odpycha szkodliwe promieniowanie słoneczne.

Historia elektromagnetyzmu

  • 600 pne Grecki Tales z Miletu zauważył, że pocierając kawałek bursztynu, był on ładowany i był w stanie przyciągnąć kawałki słomy lub piór.
  • 1820. Duński Hans Christian Oersted przeprowadził eksperyment, który po raz pierwszy połączył zjawiska elektryczności i magnetyzmu. Polegał on na zbliżeniu namagnesowanej igły do ​​przewodnika, przez który krążył prąd elektryczny. Igła poruszała się w sposób świadczący o obecności pola magnetycznego w przewodniku.
  • 1826. Francuz André-Marie Ampère opracował teorię, która wyjaśnia interakcję między elektrycznością a magnetyzmem, zwaną „elektrodynamiką”. Ponadto jako pierwszy nazwał prąd elektryczny i zmierzył intensywność jego przepływu.
  • 1831. Brytyjski fizyk i chemik Michael Faraday odkrył prawa elektrolizy i indukcji elektromagnetycznej.
  • 1865. Szkot James Clerk Maxwell przedstawił podstawy elektromagnetyzmu, formułując cztery „równania Maxwella”, które opisują zjawiska elektromagnetyczne.
!-- GDPR -->