Sadržaj
Theelektromagnetizam To je grana fizike koja pristupa oblastima elektriciteta i magnetizma iz ujedinjujuće teorije, kako bi formulirala jednu od četiri dosad poznate temeljne sile univerzuma: elektromagnetizam. Druge temeljne sile (ili fundamentalne interakcije) su gravitacija i jake i slabe nuklearne interakcije.
Elektromagnetizam je teorija polja, odnosno zasnovan je na fizičkim veličinama vektor ili tenzor, koji zavise od položaja u prostoru i vremenu. Temelji se na četiri vektorske diferencijalne jednadžbe (formulirao ih je Michael Faraday, a prvi put razvio James Clerk Maxwell, zbog čega su krštene kao Maxwellove jednadžbe) koji omogućuju zajedničko proučavanje električnih i magnetskih polja, kao i električne struje, električne polarizacije i magnetske polarizacije.
S druge strane, elektromagnetizam je makroskopska teorija.To znači da proučava velike elektromagnetske pojave, primjenjive na veliki broj čestica i znatne udaljenosti, budući da na atomskom i molekularnom nivou ustupa mjesto drugoj disciplini, poznatoj kao kvantna mehanika.
Čak i tada, nakon kvantne revolucije dvadesetog stoljeća, poduzeta je potraga za kvantnom teorijom elektromagnetske interakcije, čime je nastala kvantna elektrodinamika.
- Vidi takođe: Magneti
Područja primjene elektromagnetizma
Ovo područje fizike bilo je ključno u razvoju brojnih disciplina i tehnologija, posebno inženjerstva i elektronike, kao i za skladištenje električne energije, pa čak i za njenu upotrebu u područjima zdravlja, aeronautike ili građevinarstva.
Takozvana Druga industrijska revolucija ili Tehnološka revolucija ne bi bile moguće bez osvajanja električne energije i elektromagnetizma.
Primjeri primjene elektromagnetizma
- Marke. Mehanizam ovih svakodnevnih spravica uključuje cirkulaciju električnog naboja kroz elektromagnet, čije magnetno polje privlači maleni metalni čekić prema zvonu, prekidajući krug i dopuštajući mu da se ponovo pokrene, pa ga čekić više puta udara i proizvodi zvuk koji privlači našu pažnju.
- Magnetni viseći vozovi. Umjesto da se kotrlja po tračnicama poput konvencionalnih vlakova, ovaj ultratehnološki model vlaka drži se u magnetskoj levitaciji zahvaljujući snažnim elektromagnetima ugrađenim u donji dio. Dakle, električno odbijanje između magneta i metala platforme na kojoj voz vozi zadržava težinu vozila u zraku.
- Električni transformatori. Transformator, oni cilindrični uređaji koje u nekim zemljama vidimo na dalekovodima, služe za kontrolu (povećanje ili smanjenje) napona izmjenične struje. To rade kroz zavojnice raspoređene oko željeznog jezgra, čija elektromagnetska polja omogućuju moduliranje intenziteta odlazne struje.
- Elektromotori. Elektromotori su električne mašine koje rotiranjem oko osi pretvaraju električnu energiju u mehaničku. Ova energija generira kretanje mobilnog telefona. Njegov rad temelji se na elektromagnetskim silama privlačenja i odbijanja između magneta i zavojnice kroz koju cirkulira električna struja.
- Dynamos. Ovi se uređaji koriste za iskorištavanje rotacije kotača vozila, poput automobila, za okretanje magneta i stvaranje magnetskog polja koje dovodi izmjeničnu struju do zavojnica.
- Telefon. Magija iza ovog svakodnevnog uređaja nije ništa drugo nego sposobnost pretvaranja zvučnih valova (poput glasa) u modulacije elektromagnetskog polja koje se može, u početku kablom, prenijeti na prijemnik na drugom kraju koji je sposoban izliti obraditi i oporaviti elektromagnetski sadržane zvučne valove.
- Mikrovalne pećnice. Ovi uređaji djeluju stvaranjem i koncentracijom elektromagnetskih valova na hrani. Ovi su valovi slični onima koji se koriste za radio komunikaciju, ali s visokom frekvencijom koja rotira diplode (magnetske čestice) hrane vrlo velikom brzinom, dok se pokušavaju poravnati s rezultirajućim magnetskim poljem. Ovo kretanje stvara toplinu.
- Snimanje magnetnom rezonancom (MRI). Ova medicinska primjena elektromagnetizma bila je neviđen napredak u zdravstvenim pitanjima, jer omogućuje da se na neinvazivan način ispita unutrašnjost tijela živih bića, iz elektromagnetske manipulacije atoma vodika koji se u njemu nalaze, kako bi se generiralo polje tumače specijalizovani računari.
- Mikrofoni Ovi danas uobičajeni uređaji rade zahvaljujući dijafragmi koju privlači elektromagnet, čija osjetljivost na zvučne valove omogućuje njihovo prevođenje u električni signal. To se tada može daljinski prenositi i dešifrirati, ili čak kasnije pohraniti i reproducirati.
- Maseni spektrometri. To je uređaj koji omogućava da se sastav određenih kemijskih spojeva analizira s velikom preciznošću, na temelju magnetskog odvajanja atoma koji ih sačinjavaju, pomoću njihove ionizacije i čitanja na specijaliziranom računaru.
- Osciloskopi. Elektronički instrumenti čija je svrha grafički prikazati električne signale koji variraju u vremenu, a dolaze iz određenog izvora. Da bi to učinili, koriste koordinatnu os na ekranu čije su linije proizvod mjerenja napona iz utvrđenog električnog signala. Koriste se u medicini za mjerenje funkcija srca, mozga ili drugih organa.
- Magnetske kartice. Ova tehnologija dopušta postojanje kreditnih ili debitnih kartica koje imaju magnetsku vrpcu polariziranu na određeni način za šifriranje informacija na temelju orijentacije njihovih feromagnetnih čestica. Uvođenjem informacija u njih, određeni uređaji polariziraju navedene čestice na specifičan način, tako da se navedeni redoslijed tada može "pročitati" kako bi se dohvatile informacije.
- Digitalno skladištenje na magnetskim trakama. Ključan u svijetu računarstva i računara, omogućava pohranu velikih količina informacija na magnetske diskove čije su čestice polarizirane na određeni način i mogu se dešifrirati pomoću kompjuteriziranog sistema. Ovi diskovi mogu biti uklonjivi, poput olovki ili sada nepostojećih disketa, ili mogu biti trajni i složeniji, poput tvrdih diskova.
- Magnetski bubnjevi. Ovaj model za pohranu podataka, popularan 1950 -ih i 1960 -ih, bio je jedan od prvih oblika magnetskog skladištenja podataka. To je šuplji metalni cilindar koji se rotira velikom brzinom, okružen magnetskim materijalom (željezni oksid) u kojem se informacije ispisuju pomoću kodiranog polarizacijskog sistema. Za razliku od diskova, nije imao glavu za čitanje i to mu je omogućilo određenu agilnost u pronalaženju informacija.
- Svjetla za bicikle. Svjetla ugrađena u prednji dio bicikla, koja se uključuju tijekom putovanja, rade zahvaljujući rotaciji kotača na koji je pričvršćen magnet, čije okretanje proizvodi magnetsko polje i stoga skroman izvor izmjenične struje. Ovaj električni naboj se zatim dovodi do sijalice i prevodi u svjetlost.
- Nastavite sa: Primjene od bakra
