sähkömagnetismi

Fyysinen

2022

Selitämme, mitä sähkömagnetismi on ja mitkä ovat sen sovellukset. Myös sen historia ja esimerkit.

Sähkömagnetismi tutkii sähköisten ja magneettisten ilmiöiden välistä suhdetta.

Mikä on sähkömagnetismi?

Sähkömagnetismi on haarafyysistä joka tutkii sähköisten ja magneettisten ilmiöiden välisiä suhteita eli välisiä vuorovaikutuksia hiukkasia ladattu ja sähkökentät Y magneettinen.

Vuonna 1821 sähkömagnetismin perusteet tehtiin tunnetuksi brittiläisen Michael Faradayn tieteellisellä työllä, joka sai aikaan tämän kurinalaisuutta. Vuonna 1865 skotti James Clerk Maxwell muotoili neljä "Maxwell-yhtälöä", jotka kuvaavat täysin sähkömagneettisia ilmiöitä.

Sähkömagnetismin sovellukset

Kompassit toimivat sähkömagnetismin avulla.

Sähkömagneettisilla ilmiöillä on erittäin tärkeitä sovelluksia esimerkiksi tekniikan alalla,elektroniikka,Terveys, ilmailu tai siviilirakentaminen, mm. Ne näkyvät jokapäiväisessä elämässä, melkein huomaamattaan, kompasseissa, kaiuttimissa, ovikelloissa, magneettikorteissa, kiintolevyissä.

Sähkömagnetismin pääsovelluksia käytetään:

  • Sähkö.
  • Magnetismi.
  • Sähkönjohtavuus ja suprajohtavuus.
  • Gammasäteet ja röntgensäteet.
  • Theaallot sähkömagneettinen.
  • Infrapuna-, näkyvä- ja ultraviolettisäteily.
  • Radioaallot ja mikroaaltouunit.

Kokeet sähkömagnetismista

Yksinkertaisten kokeiden avulla on mahdollista ymmärtää joitain sähkömagneettisia ilmiöitä, kuten:

Sähkömoottori. Suorittaaksemme kokeen, joka näyttää peruskäsityksen sähkömoottorin toiminnasta, tarvitsemme:

  • Ensimmäinen askel. Aseta ruuvin kärki akun negatiiviseen napaan ja magneetti ruuvin päähän. Voit nähdä, kuinka elementit houkuttelevat toisiaan, koska magnetismi.
  • Toinen vaihe. Yhdistä kaapelin päät akun positiiviseen napaan ja magneetiin (joka on yhdessä ruuvin kanssa akun negatiivisessa navassa).
  • Tulos. Saadaan akku-ruuvi-magneetti-kaapeli-piiri, jonka kautta a sähkövirta joka kulkee magneetin luoman magneettikentän läpi ja pyörii suurella nopeudella a pakottaa tangentiaalivakio nimeltä "Lorentzin voima". Päinvastoin, jos yrität yhdistää kappaleita kääntämällä akun navat, elementit hylkivät toisiaan.

Faradayn häkki. Alla on yksityiskohtainen koe jonka avulla voidaan ymmärtää, kuinka sähkömagneettiset aallot virtaavat elektronisissa laitteissa. Tätä varten tarvitaan seuraavat kohteet:

    • Akkukäyttöinen kannettava radio tai matkapuhelin
    • Metalliristikko, jossa on enintään 1 cm reiät
    • Pihdit tai sakset ristikon leikkaamiseen
    • Pienet langanpalat metalliverkon kiinnittämiseksi
    • Alumiinifolio (ei välttämättä tarpeen)
  • Ensimmäinen askel. Leikkaa metalliverkosta suorakaiteen muotoinen 20 cm korkea ja 80 cm pitkä pala, jotta voidaan koota sylinteri.
  • Toinen vaihe. Leikkaa metalliverkosta toinen pyöreä pala, jonka halkaisija on 25 cm (sen halkaisijan tulee olla riittävä peittämään sylinterin).
  • Kolmas vaihe. Yhdistä metalliristikon suorakulmion päät siten, että muodostuu sylinteri ja kiinnitä päät lankapaloilla.
  • Neljäs askel. Aseta päälle kytketty radio metallisylinterin sisään ja peitä sylinteri metalliristikkoympyrällä.
  • Tulos. Radio lopettaa toiston, koska ulkopuolelta tulevat sähkömagneettiset aallot eivät pääse läpäisemään metalli-.
    Jos radion sijaan asetetaan matkapuhelin ja siihen numeroon soitetaan, se ei välttämättä soi. Jos se soi, käytä paksumpaa metalliritilää ja pienempiä reikiä tai kääri matkapuhelin alumiinifolioon. Jotain vastaavaa tapahtuu, kun puhutaan matkapuhelimessa ja astutaan hissiin, jolloin signaali katkeaa "Faraday-häkin" vaikutuksesta.

Mihin sähkömagnetismi on tarkoitettu?

Sähkömagnetismi mahdollistaa laitteiden, kuten mikroaaltouunin tai television, käytön.

Sähkömagnetismi on erittäin hyödyllistä ihminen koska on olemassa lukemattomia sovelluksia, joiden avulla voit vastata tarpeisiisi. Monet päivittäin käytetyt instrumentit toimivat sähkömagneettisten vaikutusten vuoksi. Sähkövirta, joka kiertää esimerkiksi talon kaikkien liittimien läpi, tarjoaa useita käyttötarkoituksia (mikroaaltouuni, tuuletin, tehosekoitin, TV,tietokone), jotka toimivat sähkömagnetismin vuoksi.

Magnetismi ja sähkömagnetismi

Magnetismi on ilmiö, joka selittää magneettisten materiaalien ja liikkuvien varausten välisen veto- tai hylkimisvoiman.

Sähkömagnetismi sisältääfyysisiä ilmiöitä sähkövarausten tuottama levossa tai sisälläliikettä, jotka aiheuttavat sähkö-, magneetti- tai sähkömagneettisia kenttiä ja jotka vaikuttavat aineisiin, jotka voivat olla akaasumaista, nestettä Ykiinteä.

Esimerkkejä sähkömagnetismista

Ovikello toimii sähkömagneetin kautta, joka vastaanottaa sähkövarauksen.

Sähkömagnetismista on lukuisia esimerkkejä, joista yleisimpiä ovat:

  • Soittaja. Se on laite, joka pystyy tuottamaan äänimerkin, kun kytkintä painetaan. Se toimii sähkömagneetin kautta, joka vastaanottaa asähkövaraus, joka synnyttää magneettikentän (magneettiefektin), joka vetää puoleensa pienen vasaran, joka osuu metallipintaa vasten ja lähettääääni.
  • Magneettinen levitaatiojuna. Toisin kuin kiskoilla kulkevan sähköveturin ajama juna, tämä on kuljetusväline, jota ylläpitävät ja kuljettavat magnetismin voima ja sen alaosassa sijaitsevat voimakkaat sähkömagneetit.
  • Sähkömuuntaja. Se on sähkölaite, jonka avulla voit lisätä tai vähentääJännite (tai jännite) vaihtovirtaa.
  • Sähkömoottori. Se on laite, joka muuntaaSähkövoima sisään mekaaninen energia, joka tuottaa liikettä sisällä syntyvien magneettikenttien vaikutuksesta.
  • Dynamo. Se on sähkögeneraattori, joka käyttää pyörivän liikkeen mekaanista energiaa ja muuntaa sen sähköenergiaksi.
  • Mikroaaltouuni. Se on sähköuuni, joka tuottaa sähkömagneettista säteilyä mikroaaltojen taajuudella. Nämä säteilyt värähtelevät molekyylejä alkaenVesi jotka omistavat ruokaa, joka tuottaa nopeasti lämpöä ruoanlaitossa.
  • Magneettikuvaus. Se on lääketieteellinen testi, jonka avulla saadaan kuvia organismin rakenteesta ja koostumuksesta. Se koostuu koneen luoman magneettikentän, magneettiresonaattorin (joka toimii kuin magneetti) jaatomeja henkilön kehon sisältämästä vedystä. Laitteen "magneettivaikutus" vetää puoleensa näitä atomeja, ja ne luovat sähkömagneettisen kentän, joka vangitaan ja esitetään kuvissa.
  • Mikrofoni. Se on laite, joka havaitsee akustista energiaa (ääni) ja muuttaa sen sähköenergiaksi. Se tekee sen kalvon (tai kalvon) kautta, joka vetää puoleensa magneettikentässä olevaa magneettia ja joka tuottaa sähkövirran, joka on verrannollinen vastaanotettuun ääneen.
  • Maapallo. Planeettamme toimii kuin jättimäinen magneetti magneettikentän ansiosta, joka syntyy sen ytimessä (joka koostuu metalleista, kuten raudasta, nikkeli). LiikeMaan pyöriminen muodostaa varautuneiden hiukkasten virran ( elektroneja Maan ytimen atomeista). Tämä virta tuottaa magneettikentän, joka ulottuu useita kilometrejä planeetan pinnan yläpuolelle ja joka hylkii haitallista auringonsäteilyä.

Sähkömagnetismin historia

  • 600 eaa Kreikkalainen Miletoksen Thales havaitsi, että meripihkan palaa hieroessaan se latautui ja kykeni houkuttelemaan olkea tai höyheniä.
  • 1820. Tanskalainen Hans Christian Oersted suoritti kokeen, joka yhdisti ensimmäistä kertaa sähkön ja magnetismin ilmiöt. Se koostui magnetoidun neulan tuomisesta lähelle johdinta, jonka läpi sähkövirta kiertää. Neula liikkui tavalla, joka osoitti magneettikentän läsnäolon johtimessa.
  • 1826. Ranskalainen André-Marie Ampère kehitti teorian, joka selittää sähkön ja magnetismin vuorovaikutuksen ja jota kutsutaan "elektrodynamiikaksi". Lisäksi hän nimesi ensimmäisenä sähkövirran sellaisenaan ja mittasi sen virtauksen voimakkuuden.
  • 1831. Brittiläinen fyysikko ja kemisti Michael Faraday löysi elektrolyysin ja sähkömagneettisen induktion lait.
  • 1865. Skotlantilainen James Clerk Maxwell esitteli sähkömagnetismin perusteet muotoilemalla neljä "Maxwell-yhtälöä", jotka kuvaavat sähkömagneettisia ilmiöitä.
!-- GDPR -->