magneettinen energia

Fyysinen

2022

Selitämme mitä magneettinen energia on, sen historiaa, etuja, haittoja ja muita ominaisuuksia. Myös miten se toimii ja esimerkkejä.

Magneettinen energia vaikuttaa kaikkiin materiaaleihin, mutta erityisesti tiettyihin metalleihin.

Mikä on magneettinen energia?

The magnetismi Se on ilmiö, joka liittyy sähkömagneettiseen voimaan, joka on yksi elementaarisista voimista universumi. Se vaikuttaa enemmän tai vähemmän kaikkiin olemassa oleviin materiaaleihin, mutta sen vaikutukset voidaan osoittaa pääasiassa tietyissä metallit, Kuten nikkeli, rauta, koboltti ja niiden erilaiset metalliseokset (tunnetaan magneetit).

Tämä voima ilmenee muodossa magneettikentät, joka kykenee synnyttämään vetoa tai hylkimistä vuorovaikutuksessa olevien elementtien välillä niiden magneettisesta napaisuudesta riippuen: kuten navat hylkivät, vastakkaiset navat vetävät puoleensa.

Magneettinen energia voidaan ymmärtää magneettisen voiman kykynä suorittaa mekaanista työtä, mutta viittaamme siihen myös silloin, kun puhutaan energiaa, joka on varastoitunut johtavaan elementtiin tai magneettikenttään. Tämä energia pystyy säteilemään läpi tilaa, jopa fyysisen väliaineen puuttuessa, niin sanotun sähkömagneettisen säteilyn kautta.

Magneettikentät muodostuvat magneettisen säteilyn vaikutuksesta. The valoa Näkyvä koostuu esimerkiksi sähkömagneettisista kentistä ja vie vain yhden kaistaleen sähkömagneettinen spektri. Riippuen tuotteen ominaisuuksista aallot jotka muodostavat tämän spektrin, siellä on esimerkiksi näkyvää valoa, ultraviolettisäteilyä tai infrapunasäteilyä.

Magnetismi on lisäksi ilmiö, jolla on lukemattomia sovelluksia nykyajan ihmiskunnan, erityisesti sen rajoilla. sähköä, kuten moottoreiden, suprajohteiden, vaihtovirtageneraattoreiden jne.

Magneettisen energian historia

Kompassit toimivat magneettisen energian ansiosta.

Magneettisen energian löysi ihminen päällä antiikin. Magneettisia ilmiöitä on kerrottu havaitun ensimmäistä kertaa Muinainen Kreikka, päällä kaupunki Magnesia del Meanderista, jossa mineraali Magnetiittia oli erityisen runsaasti. Juuri siitä sen nimi tulee.

Ensimmäinen magnetismin opiskelija oli kreikkalainen filosofi Thales Miletoslainen (625-545 eKr.). Kuitenkin muinaisessa Kiinassa sitä tutkittiin myös rinnakkain, kuten maininta siitä osoittaa Devil's Valley Master's Book 4. vuosisadalta eKr. C.

Magnetismia tutkittiin laajasti myöhempinä vuosisatoina, molemmat alkemistit, luonnontieteilijät ja uskonnolliset, kuten tutkimusmatkailijat ja filosofit ja erityisesti kompassin keksimisen jälkeen 1300-luvulla. Lisäksi magneettikenttä Maapallo Se löydettiin Grönlannista vuonna 1551.

Magnetismin perusteet paljastettiin tieteellisesti kuitenkin vasta 1800-luvulla alan edistyksen ansiosta. fyysistä, kemia ja sähkö. Hans Christian Orsted, André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday ja erityisesti James Clerk Maxwell kuuluiine yhtälöineen olivat tässä korvaamattoman tärkeitä.

Kuinka magneettinen energia toimii?

Magnetismi johtuu liikettä alkaen sähkövaraukset vuorovaikutuksessa olevissa kohteissa: jos kahdessa esineessä (esimerkiksi kahdessa virtajohdossa) olevat varaukset liikkuvat samassa osoite, esineet kokevat houkuttelevan voiman; mutta jos ne liikkuvat vastakkaisiin suuntiin, tämä voima on vastenmielinen.

Liikkuvien varausten ympärillä on aina magneettikenttä, joka syntyy juuri näiden varausten liikkeestä. Jos muut liikkuvat varaukset pääsevät lähelle tätä magneettikenttää, ne ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa. On välttämätöntä, että varaukset ovat liikkeessä magneettikenttien, voimien tai energian olemassaololle. Varaukset levossa (paikallaan) eivät tuota magneettikenttiä tai magneettisia ilmiöitä. Magneeteilla on "oma" magneettikenttä magneettien erityisestä liikkeestä ja suunnasta johtuen. elektroneja sisällä atomeja.

Magneettienergiaa voidaan tuottaa sähkömagneeteilla, jotka koostuvat kierretystä sähköjohdosta, joka peittää magneettisen materiaalin, kuten raudan. Sitä voidaan tuottaa myös magnetoimalla herkkiä materiaaleja, olivatpa ne tilapäisiä (niitä, joissa magneettikenttä on ulkoinen ja siksi heikkenee ja katoaa) tai pysyviä.

Magneettisen energian ominaisuudet

Kaksi positiivista tai negatiivista napaa hylkivät toisiaan.

Magneettisella energialla on vaihteleva voimakkuus riippuen sitä tuottavista materiaaleista tai sen voimakkuudesta sähkövirta joka sen synnyttää. Elektronien liikesuunnasta johtuen magneettisilla materiaaleilla on aina kaksi napaa: positiivinen ja negatiivinen. Tämä tunnetaan magneettisena dipolina.

Vaikka kaikki olemassa oleva on alttiina tietylle magneettivasteelle (ns. magneettinen suskeptiibiliteetti), voimme puhua sen herkkyysasteesta riippuen:

  • Ferromagneettiset materiaalit. Ne ovat vahvasti magneettisia.
  • Diamagneettiset materiaalit. Ne ovat heikosti magneettisia.
  • Ei-magneettiset materiaalit. Niillä on mitättömät magneettiset ominaisuudet.

Magneettisen energian edut

Magneettienergia on nykymaailmassa äärimmäisen edullista, koska sen varastoinnilla ja tuotannolla on erittäin tärkeitä sovelluksia ihmiselämän kannalta mm. kuljetus, lääke tai ala sähköntuotannosta

Monet magneettiset materiaalit helpottavat elämäämme, aina jääkaapin magneeteista ja sisällä olevista magneettisista materiaaleista. tietokoneita ja autojemme laturi muuntajien ja useiden sähkömodulaattoreiden kautta, jotka hallitsevat sitä magneeteilla.

Toisaalta kokemuksia tällaisesta Energiaa ja sovellukset nykyaikaisiin aloitteisiin ovat lupaavampia joka päivä. He voisivat tulla lähestymään meitä lähitulevaisuudessa puhtaat energialähteet.

Magneettisen energian haitat

Magnetismin käytön heikko puoli on se, että luonnostaan ​​magneettisista materiaaleista puuttuu tarvittava magneettikentän intensiteetti mobilisoidakseen massiivisia esineitä tai välittääkseen niiden energiaa loputtomasti muille. järjestelmät. Siksi tavallinen asia magnetismia käytettäessä on sähkömagneetin käyttö, joka vaatii jatkuvaa syöttöä Sähkövoima.

Esimerkkejä magneettisesta energiasta

Magneettisten tomografien avulla voit nähdä kehon sisälle.

Muutamia esimerkkejä magneettisesta energiasta:

  • Kompassi. Sen metallinen neula kohdistuu maan magneettikenttään osoittaakseen jatkuvasti pohjoiseen.
  • Sähkömuuntajat. Ne ovat valtavia sylinterimäisiä laatikoita, joita yleensä löytyy sähköpylväistä ja jotka toimivat sisäisesti useiden magneettien voimalla moduloidakseen sähkövirran virtausta ja tekevät siitä kulutettavan kodeissamme.
  • Magneettiset tomografit. Ne ovat lääkinnällisiä laitteita, joita käytetään lähettämään ja vastaanottamaan sähkömagneettisia aaltoja kehon läpi, joiden avulla saamme käsityksen siitä, miten asiat sisällämme ovat ilman, että meidän tarvitsee toimia.
  • Maglev-junat. Ne ovat toiminnassa monissa ensimmäisen maailman maissa, ja ne pystyvät pitämään itsensä ilmassa niiden pohjassa olevien sähkömagneettien vastenmielisen työntövoiman ansiosta.
  • The revontulet. Vaikka ne ovat epäsuorasti, ne ovat todisteita Maan magneettikentän voimasta, joka pystyy torjumaan aurinkotuulen (hiukkasia avaruuteen sinkoutuneesta aurinkoplasmasta). Valot, jotka näkyvät napojen lähellä olevilla alueilla, ovat näitä hiukkasia, kun ne kuoriutuvat tunnelmaa ja matkustaa magneettikentän suuntaan tunkeutumatta kohti planeettaa.
!-- GDPR -->