elektromagnetism

Füüsiline

2022

Selgitame, mis on elektromagnetism ja millised on selle rakendused. Samuti selle ajalugu ja näited.

Elektromagnetism uurib elektri- ja magnetnähtuste vahelisi seoseid.

Mis on elektromagnetism?

Elektromagnetism on selle harufüüsiline mis uurib elektri- ja magnetnähtuste vahelisi seoseid ehk vastastikmõjusid osakesed laetud ja elektriväljad Y magnetiline.

1821. aastal tehti elektromagnetismi alused teatavaks briti Michael Faraday teadustööga, mis andis aluse sellele. distsipliini. 1865. aastal sõnastas šotlane James Clerk Maxwell neli "Maxwelli võrrandit", mis kirjeldavad täielikult elektromagnetilisi nähtusi.

Elektromagnetismi rakendused

Kompassid töötavad elektromagnetismi teel.

Elektromagnetilistel nähtustel on väga oluline rakendus sellistes valdkondades nagu inseneriteadus,elektroonika,Tervis, lennundus või tsiviilehitus jne. Need ilmuvad igapäevaelus, peaaegu märkamatult, kompassides, kõlarites, uksekellades, magnetkaartides, kõvaketastes.

Elektromagnetismi peamisi rakendusi kasutatakse:

  • Elekter.
  • Magnetism.
  • Elektrijuhtivus ja ülijuhtivus.
  • Gamma- ja röntgenikiirgus.
  • Thelained elektromagnetiline.
  • Infrapuna-, nähtav- ja ultraviolettkiirgus.
  • Raadiolained ja mikrolained.

Elektromagnetismi katsed

Lihtsate katsete abil on võimalik mõista mõningaid elektromagnetilisi nähtusi, näiteks:

Elektrimootor. Katse läbiviimiseks, mis näitab elektrimootori tööpõhimõtteid, vajame:

    • A magnet
    • A aku AAA
    • Kruvi
    • 20 cm pikkune elektrikaabli jupp
  • Esimene samm. Toetage kruvi ots aku negatiivsele poolusele ja toetage magnet kruvi pea külge. Näete, kuidas elemendid meelitavad üksteist tänu magnetism.
  • Teine samm. Ühendage kaabli otsad aku positiivse poolusega ja magnetiga (mis on koos kruviga, aku negatiivse poolusega).
  • Tulemus. Saadakse aku-kruvi-magnet-kaabel vooluring, mille kaudu a elektrivool mis läbib magneti tekitatud magnetvälja ja pöörleb suurel kiirusel tänu a jõudu tangentsiaalne konstant, mida nimetatakse "Lorentzi jõuks". Vastupidi, kui proovite tükke ühendada aku pooluste ümberpööramisega, tõrjuvad elemendid üksteist.

Faraday puur. Allpool on üksikasjalik katse mis võimaldab mõista, kuidas elektromagnetlained elektroonikaseadmetes liiguvad. Selleks on vaja järgmisi esemeid:

    • Akutoitega kaasaskantav raadio või mobiiltelefon
    • Metallist võre, mille augud ei ületa 1 cm
    • Tangid või käärid võre lõikamiseks
    • Väikesed traaditükid traatvõrgu kinnitamiseks
    • Alumiiniumfoolium (ei pruugi olla vajalik)
  • Esimene samm. Lõika ristkülikukujuline traatvõrgust 20 cm kõrgune ja 80 cm pikkune tükk, et saaks silindri kokku panna.
  • Teine samm. Lõika traatvõrgust veel üks ümmargune 25 cm läbimõõduga tükk (selle läbimõõt peaks olema silindri katmiseks piisav).
  • Kolmas samm. Ühendage metallvõre ristküliku otsad nii, et moodustuks silinder ja kinnitage otsad traadijuppidega.
  • Neljas samm. Asetage sisselülitatud raadio metallsilindri sisse ja katke silinder metallvõreringiga.
  • Tulemus. Raadio lõpetab mängimise, kuna väljast tulevad elektromagnetlained ei pääse läbi metallist.
    Kui raadio asemel sisestatakse mobiiltelefon ja sellele numbrile helistatakse, et see helisema hakkaks, siis juhtub, et see ei helise. Kui see heliseb, tuleks kasutada paksemat metallist võre ja väiksemaid auke või mähkida mobiiltelefon alumiiniumfooliumi sisse. Midagi sarnast juhtub mobiiltelefoniga rääkides ja lifti sisenedes, mis põhjustab "Faraday puuri" efekti signaali katkemise.

Milleks on elektromagnetism?

Elektromagnetism võimaldab kasutada selliseid seadmeid nagu mikrolaineahjud või televiisor.

Elektromagnetism on nende jaoks väga kasulik inimene kuna on lugematu arv rakendusi, mis võimaldavad teil oma vajadusi rahuldada. Paljud igapäevaselt kasutatavad instrumendid töötavad elektromagnetiliste mõjude tõttu. Näiteks elektrivool, mis ringleb läbi maja kõigi pistikute, on mitmeks kasutuseks (mikrolaineahi, ventilaator, segisti, TV,arvuti), mis töötavad elektromagnetismi tõttu.

Magnetism ja elektromagnetism

Magnetism on nähtus, mis selgitab magnetiliste materjalide ja liikuvate laengute vahelist külgetõmbe- või tõukejõudu.

Elektromagnetism hõlmabfüüsikalised nähtused toodetud elektrilaengute poolt puhkeolekus või seesliikumine, mis tekitavad elektri-, magnet- või elektromagnetvälju ja mõjutavad ainet, mis võib olla agaasiline, vedel Ytahke.

Elektromagnetismi näited

Uksekell töötab läbi elektromagneti, mis võtab vastu elektrilaengu.

Elektromagnetismi kohta on palju näiteid ja kõige levinumate hulgas on:

  • Helistaja. See on seade, mis on võimeline tekitama lüliti vajutamisel helisignaali. See töötab läbi elektromagneti, mis võtab vastu aelektrilaeng, mis tekitab magnetvälja (magnetefekt), mis tõmbab ligi väikese haamri, mis lööb vastu metallpinda ja kiirgabheli.
  • Magnetlevitatsioonirong. Erinevalt rööbastel liikuva elektriveduri juhitavast rongist on see transpordivahend, mida hoiavad ja liigutavad magnetismi jõud ning selle alumises osas paiknevad võimsad elektromagnetid.
  • Elektriline trafo. See on elektriseade, mis võimaldab teil suurendada või vähendadaPinge vahelduvvoolu pinge (või pinge).
  • Elektrimootor. See on seade, mis teisendabelektrienergia sisse mehaaniline energia, tekitades liikumise sees tekkivate magnetväljade toimel.
  • Dünamo. See on elektrigeneraator, mis kasutab pöörleva liikumise mehaanilist energiat ja muudab selle elektrienergiaks.
  • Mikrolaineahi. See on elektriahi, mis tekitab elektromagnetkiirgust mikrolainete sagedusel. Need kiirgused vibreerivad molekulid alatesVesi mis omavad toit, mis toodab kiiresti soojust, küpsetades toitu.
  • Magnetresonantstomograafia. See on meditsiiniline test, mille kaudu saadakse pilte organismi ehitusest ja koostisest. See koosneb masina tekitatud magnetvälja vastasmõjust, magnetresonaatorist (mis töötab nagu magnet) jaaatomid inimese kehas sisalduvast vesinikust. Neid aatomeid tõmbab ligi seadme "magnetefekt" ja need tekitavad elektromagnetvälja, mis on jäädvustatud ja kujutatud piltidel.
  • Mikrofon. See on seade, mis tuvastab akustiline energia (heli) ja muudab selle elektrienergiaks. See teeb seda läbi membraani (või diafragma), mida tõmbab magnetväljas magnet ja mis toodab vastuvõetud heliga võrdelist elektrivoolu.
  • Planeet Maa. Meie planeet töötab nagu hiiglaslik magnet tänu magnetväljale, mis tekib selle tuumas (mis koosneb metallidest, nagu raud, nikkel). LiikumineMaa pöörlemine tekitab laetud osakeste voo ( elektronid Maa tuuma aatomitest). See vool tekitab magnetvälja, mis ulatub mitu kilomeetrit planeedi pinnast kõrgemale ja tõrjub kahjulikku päikesekiirgust.

Elektromagnetismi ajalugu

  • 600 eKr Kreeka Thales Mileetusest täheldas, et merevaigutükki hõõrudes oli see laetud ja suutis ligi tõmmata põhutükke või sulgi.
  • 1820. Taanlane Hans Christian Oersted viis läbi katse, mis ühendas esmakordselt elektri ja magnetismi nähtused. See seisnes magnetiseeritud nõela viimises juhi lähedale, mille kaudu ringles elektrivool. Nõel liikus viisil, mis andis tunnistust magnetvälja olemasolust juhis.
  • 1826. Prantslane André-Marie Ampère töötas välja teooria, mis selgitab elektri ja magnetismi vastastikmõju, mida nimetatakse "elektrodünaamikaks". Lisaks nimetas ta esimesena elektrivoolu kui sellise ja mõõtis selle voolu intensiivsust.
  • 1831. Briti füüsik ja keemik Michael Faraday avastas elektrolüüsi ja elektromagnetilise induktsiooni seadused.
  • 1865. Šotlane James Clerk Maxwell tutvustas elektromagnetismi põhialuseid, formuleerides neli "Maxwelli võrrandit", mis kirjeldavad elektromagnetilisi nähtusi.
!-- GDPR -->