Obsah
Theelektromagnetismus Jedná se o obor fyziky, který přistupuje k polím elektřiny a magnetismu ze sjednocující teorie a formuluje jednu ze čtyř dosud známých základních sil vesmíru: elektromagnetismus. Dalšími základními silami (nebo základními interakcemi) jsou gravitace a silné a slabé jaderné interakce.
To elektromagnetismu je teorie pole, to znamená na základě fyzikálních veličin vektor nebo tenzor, které závisí na poloze v prostoru a čase. Je založen na čtyřech vektorových diferenciálních rovnicích (formuloval je Michael Faraday a poprvé je vytvořil James Clerk Maxwell, proto byli pokřtěni jako Maxwellovy rovnice), které umožňují společné studium elektrických a magnetických polí, jakož i elektrického proudu, elektrické polarizace a magnetické polarizace.
Na druhou stranu je elektromagnetismus makroskopická teorie.To znamená, že studuje velké elektromagnetické jevy použitelné na velké množství částic a značné vzdálenosti, protože na atomové a molekulární úrovni ustupuje další disciplíně, známé jako kvantová mechanika.
I tak bylo po kvantové revoluci 20. století zahájeno hledání kvantové teorie elektromagnetické interakce, což vedlo ke vzniku kvantové elektrodynamiky.
- Viz také: Magnetické materiály
Oblasti použití elektromagnetismu
Tato oblast fyziky byla klíčem k rozvoji mnoha oborů a technologií, zejména strojírenství a elektroniky, stejně jako k ukládání elektřiny a dokonce k jejímu použití v oblastech zdraví, letectví nebo stavebnictví. městský.
Takzvaná druhá průmyslová revoluce nebo technologická revoluce by nebyla možná bez dobytí elektřiny a elektromagnetismu.
Příklady aplikací elektromagnetismu
- Známky. Mechanismus těchto každodenních gadgetů zahrnuje cirkulaci elektrického náboje přes elektromagnet, jehož magnetické pole přitahuje malé kovové kladivo směrem ke zvonu, přerušuje obvod a umožňuje mu znovu začít, takže kladivo na něj opakovaně naráží a produkuje zvuk, který upoutá naši pozornost.
- Magnetické závěsné vlaky. Místo toho, aby se valil po kolejích, jako jsou běžné vlaky, je tento ultra-technologický model vlaku držen v magnetické levitaci díky výkonným elektromagnetům instalovaným v dolní části. Elektrické odpuzování mezi magnety a kovem nástupiště, na kterém vlak jede, tedy udržuje hmotnost vozidla ve vzduchu.
- Elektrické transformátory. Transformátor, válcová zařízení, která v některých zemích vidíme na elektrických vedeních, slouží k řízení (zvyšování nebo snižování) napětí střídavého proudu. Dělají to prostřednictvím cívek uspořádaných kolem železného jádra, jehož elektromagnetická pole umožňují modulovat intenzitu odcházejícího proudu.
- Elektrické motory. Elektromotory jsou elektrické stroje, které otáčením kolem osy transformují elektrickou energii na energii mechanickou. Tato energie generuje pohyb mobilního telefonu. Jeho činnost je založena na elektromagnetických silách přitahování a odpuzování mezi magnetem a cívkou, kterou cirkuluje elektrický proud.
- Dynama. Tato zařízení se používají k využití rotace kol vozidla, například automobilu, k otáčení magnetu a vytváření magnetického pole, které napájí cívky střídavým proudem.
- Telefon. Kouzlem tohoto každodenního zařízení není nic jiného než schopnost převádět zvukové vlny (například hlas) na modulace elektromagnetického pole, které lze přenášet zpočátku kabelem do přijímače na druhém konci, který je schopen nalít proces a obnovit elektromagneticky obsažené zvukové vlny.
- Mikrovlnné trouby Tato zařízení fungují na základě generování a koncentrace elektromagnetických vln na potravinách. Tyto vlny jsou podobné vlnám používaným pro rádiovou komunikaci, ale s vysokou frekvencí, která rotuje diplody (magnetické částice) v potravině při velmi vysokých rychlostech, protože se snaží srovnat s výsledným magnetickým polem. Tento pohyb generuje teplo.
- Zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Tato lékařská aplikace elektromagnetismu byla bezprecedentním pokrokem ve zdravotních záležitostech, protože umožňuje neinvazivním způsobem zkoumat vnitřek těla živých bytostí, od elektromagnetické manipulace s atomy vodíku v něm obsaženými, generovat pole interpretovatelné specializovanými počítači.
- Mikrofony Tato dnes tak běžná zařízení fungují díky membráně přitahované elektromagnetem, jehož citlivost na zvukové vlny umožňuje jejich převod do elektrického signálu. To pak může být přenášeno a dešifrováno na dálku, nebo dokonce uloženo a reprodukováno později.
- Hmotnostní spektrometry. Jedná se o zařízení, které umožňuje velmi přesnou analýzu složení určitých chemických sloučenin, počínaje magnetickou separací atomů, které je tvoří, pomocí jejich ionizace a čtení specializovaným počítačem.
- Osciloskopy. Elektronické přístroje, jejichž účelem je graficky znázornit elektrické signály, které se časem mění z daného zdroje. K tomu používají souřadnicovou osu na obrazovce, jejíž čáry jsou výsledkem měření napětí ze stanoveného elektrického signálu. Používají se v medicíně k měření funkcí srdce, mozku nebo jiných orgánů.
- Magnetické karty. Tato technologie umožňuje existenci kreditních nebo debetních karet, které mají určitým způsobem polarizovanou magnetickou pásku, šifrovat informace na základě orientace svých feromagnetických částic. Zaváděním informací do nich určená zařízení polarizují uvedené částice konkrétním způsobem, takže uvedený příkaz lze poté „přečíst“, aby se informace získala.
- Digitální úložiště na magnetických páskách. Klíč ve světě počítačů a počítačů umožňuje ukládat velké množství informací na magnetické disky, jejichž částice jsou specifickým způsobem polarizovány a dešifrovány počítačovým systémem. Tyto disky mohou být vyměnitelné, například disky s perem nebo nyní nefunkční diskety, nebo mohou být trvalé a složitější, jako jsou pevné disky.
- Magnetické bubny. Tento model ukládání dat, populární v 50. a 60. letech, byl jednou z prvních forem ukládání magnetických dat. Jedná se o dutý kovový válec, který se otáčí vysokou rychlostí a je obklopen magnetickým materiálem (oxid železitý), na kterém jsou pomocí kódovaného polarizačního systému vytištěny informace. Na rozdíl od disků neměl čtecí hlavu a to mu umožňovalo určitou svižnost při získávání informací.
- Světla na kolo. Světla zabudovaná v přední části jízdních kol, která se rozsvítí při pohybu, fungují díky otáčení kola, ke kterému je připevněn magnet, jehož otáčení vytváří magnetické pole, a tedy skromný zdroj střídavé elektřiny. Tento elektrický náboj je poté veden do žárovky a přeměněn na světlo.
- Pokračujte na: Měděné aplikace
