elektromagnetizmus

Fyzický

2022

Vysvetľujeme, čo je elektromagnetizmus a aké sú jeho aplikácie. Tiež jeho história a príklady.

Elektromagnetizmus študuje vzťah medzi elektrickými a magnetickými javmi.

Čo je elektromagnetizmus?

Elektromagnetizmus je odvetvímfyzické ktorá študuje vzťahy medzi elektrickými a magnetickými javmi, teda interakcie medzi nimi častice naložené a elektrické polia Y magnetické.

V roku 1821 boli základy elektromagnetizmu oboznámené s vedeckými prácami Brita Michaela Faradaya, ktoré viedli k tomuto disciplína. V roku 1865 Škót James Clerk Maxwell sformuloval štyri „Maxwellove rovnice“, ktoré úplne opisujú elektromagnetické javy.

Aplikácie elektromagnetizmu

Kompasy fungujú na základe elektromagnetizmu.

Elektromagnetické javy majú veľmi dôležité aplikácie v disciplínach, ako je strojárstvo,elektronika,zdravie, aeronautika alebo civilné stavebníctvo, medzi inými. Objavujú sa v každodennom živote, takmer bez toho, aby si to uvedomovali, v kompasoch, reproduktoroch, zvončekoch, magnetických kartách, pevných diskoch.

Hlavné aplikácie elektromagnetizmu sa používajú v:

Experimenty s elektromagnetizmom

Pomocou jednoduchých experimentov je možné pochopiť niektoré elektromagnetické javy, ako napríklad:

Elektrický motor. Na uskutočnenie experimentu, ktorý ukazuje základnú predstavu o fungovaní elektromotora, potrebujeme:

    • A magnet
    • A batérie AAA
    • Skrutka
    • Kus elektrického kábla s dĺžkou 20 cm
  • Prvý krok. Špičku skrutky oprite o záporný pól batérie a magnet položte na hlavu skrutky. Môžete vidieť, ako sa prvky navzájom priťahujú vďaka magnetizmus.
  • Druhý krok. Spojte konce kábla s kladným pólom batérie a magnetom (ktorý je spolu so skrutkou na zápornom póle batérie).
  • Výsledok. Získa sa obvod batérie-skrutka-magnet-kábel, cez ktorý a elektrický prúd ktorý prechádza magnetickým poľom vytvoreným magnetom a otáča sa vysokou rýchlosťou v dôsledku a sila tangenciálna konštanta nazývaná "Lorentzova sila". Naopak, ak sa pokúsite spojiť kúsky obrátením pólov batérie, prvky sa navzájom odpudzujú.

Faradayova klietka. Nižšie je uvedený podrobný experimentovať čo umožňuje pochopiť, ako prúdia elektromagnetické vlny v elektronických zariadeniach. Na to sú potrebné nasledujúce položky:

    • Prenosné rádio alebo mobilný telefón na batérie
    • Kovová mriežka s otvormi nie väčšími ako 1 cm
    • Kliešte alebo nožnice na rezanie mriežky
    • Malé kúsky drôtu na pripevnenie drôteného pletiva
    • hliníková fólia (nemusí byť potrebná)
  • Prvý krok. Odrežte obdĺžnikový kus drôteného pletiva s výškou 20 cm a dĺžkou 80 cm, aby sa dal zostaviť valec.
  • Druhý krok. Odrežte ďalší kruhový kus drôteného pletiva s priemerom 25 cm (mal by mať dostatočný priemer na zakrytie valca).
  • Tretí krok. Konce obdĺžnika kovovej mriežky spojte tak, aby vznikol valec a konce upevnite kúskami drôtu.
  • Štvrtý krok. Umiestnite zapnuté rádio do kovového valca a zakryte valec kruhom kovovej mriežky.
  • Výsledok. Rádio prestane hrať, pretože elektromagnetické vlny zvonku nemôžu prejsť cez kov.
    Ak sa namiesto zapnutého rádia vloží mobilný telefón a zavolá sa na toto číslo, aby zvonilo, stane sa, že nebude zvoniť. V prípade, že zazvoní, treba použiť hrubšiu kovovú mriežku a menšie otvory, prípadne zabaliť mobil do alobalu. Niečo podobné sa stane, keď hovoríte na mobilnom telefóne a vstupujete do výťahu, čo spôsobuje prerušenie signálu ako efekt „Faradayovej klietky“.

Na čo slúži elektromagnetizmus?

Elektromagnetizmus umožňuje použitie zariadení, ako sú mikrovlny alebo televízia.

Elektromagnetizmus je veľmi užitočný pre ľudská bytosť pretože existuje nespočetné množstvo aplikácií, ktoré vám umožnia splniť vaše potreby. Mnoho nástrojov, ktoré sa používajú denne, funguje vďaka elektromagnetickým účinkom. Elektrický prúd, ktorý cirkuluje cez všetky konektory v dome, má napríklad mnohostranné využitie (mikrovlnná rúra, ventilátor, mixér, TV,počítač), ktoré fungujú vďaka elektromagnetizmu.

Magnetizmus a elektromagnetizmus

Magnetizmus je jav, ktorý vysvetľuje silu príťažlivosti alebo odpudzovania medzi magnetickými materiálmi a pohyblivými nábojmi.

Elektromagnetizmus zahŕňafyzikálnych javov produkované elektrickými nábojmi v pokoji alebo vpohyb, ktoré spôsobujú vznik elektrických, magnetických alebo elektromagnetických polí a ktoré ovplyvňujú látky, ktoré môžu byť v aplynný, kvapalina Ypevný.

Príklady elektromagnetizmu

Zvonček funguje prostredníctvom elektromagnetu, ktorý prijíma elektrický náboj.

Existuje mnoho príkladov elektromagnetizmu a medzi najbežnejšie patria:

  • Zvonenie. Ide o zariadenie schopné pri stlačení spínača vygenerovať zvukový signál. Funguje prostredníctvom elektromagnetu, ktorý prijíma anabíjačka, ktorý generuje magnetické pole (magnetický efekt), ktoré priťahuje malé kladivo, ktoré naráža na kovový povrch a vyžarujezvuk.
  • Magnetický levitačný vlak. Na rozdiel od vlaku poháňaného elektrickou lokomotívou, ktorá jazdí po koľajniciach, ide o dopravný prostriedok, ktorý je udržiavaný a poháňaný silou magnetizmu a silnými elektromagnetmi umiestnenými v jeho spodnej časti.
  • Elektrický transformátor. Je to elektrické zariadenie, ktoré vám umožňuje zvýšiť alebo znížiťNapätie (alebo napätie) striedavého prúdu.
  • Elektrický motor. Je to zariadenie, ktoré konvertujeelektrická energia v mechanická energia, ktoré vytvárajú pohyb pôsobením magnetických polí, ktoré sa vytvárajú vo vnútri.
  • Dynamo. Je to elektrický generátor, ktorý využíva mechanickú energiu rotačného pohybu a premieňa ju na elektrickú energiu.
  • Mikrovlnka. Ide o elektrickú rúru, ktorá generuje elektromagnetické žiarenie s frekvenciou mikrovĺn. Tieto žiarenia vibrujú molekuly odVoda ktoré vlastnia jedlo, ktorá rýchlo produkuje teplo, varenie jedla.
  • Magnetická rezonancia. Ide o lekársky test, prostredníctvom ktorého sa získavajú obrazy štruktúry a zloženia organizmu. Pozostáva z interakcie magnetického poľa vytvoreného strojom, magnetickým rezonátorom (funguje ako magnet) aatómov vodíka obsiahnutého v tele človeka. Tieto atómy sú priťahované „magnetickým efektom“ zariadenia a vytvárajú elektromagnetické pole, ktoré je zachytené a znázornené na obrázkoch.
  • Mikrofón. Ide o zariadenie, ktoré zisťuje akustická energia (zvuk) a premieňa ho na elektrickú energiu. Robí to cez membránu (alebo membránu), ktorá je priťahovaná magnetom v magnetickom poli a ktorá produkuje elektrický prúd, ktorý je úmerný prijímanému zvuku.
  • Planéta Zem. Naša planéta funguje ako obrovský magnet vďaka magnetickému poľu, ktoré sa vytvára v jej jadre (tvorenom kovmi, ako je železo, nikel). Pohyb oRotácia Zeme generuje prúd nabitých častíc (t.j elektróny atómov zemského jadra). Tento prúd vytvára magnetické pole, ktoré siaha niekoľko kilometrov nad povrch planéty a ktoré odpudzuje škodlivé slnečné žiarenie.

História elektromagnetizmu

  • 600 pred Kr Grék Táles z Milétu spozoroval, že pri trení kúska jantáru sa nabil a dokázal prilákať kúsky slamy alebo peria.
  • 1820. Dán Hans Christian Oersted uskutočnil experiment, ktorý po prvýkrát spojil fenomén elektriny a magnetizmu. Pozostávalo z priblíženia magnetizovanej ihly k vodiču, ktorým cirkuloval elektrický prúd. Ihla sa pohybovala spôsobom, ktorý dokazoval prítomnosť magnetického poľa vo vodiči.
  • 1826. Francúz André-Marie Ampère vyvinul teóriu, ktorá vysvetľuje interakciu medzi elektrinou a magnetizmom, nazývanú „elektrodynamika“. Okrem toho ako prvý pomenoval elektrický prúd a zmeral intenzitu jeho prúdenia.
  • 1831. Britský fyzik a chemik Michael Faraday objavil zákony elektrolýzy a elektromagnetickej indukcie.
  • 1865. Škót James Clerk Maxwell predstavil základy elektromagnetizmu formulovaním štyroch „Maxwellových rovníc“, ktoré opisujú elektromagnetické javy.
!-- GDPR -->