elektromagnetizam

Fizički

2022

Objašnjavamo što je elektromagnetizam i koje su neke od njegovih primjena. Također, njegova povijest i primjeri.

Elektromagnetizam proučava odnos između električnih i magnetskih pojava.

Što je elektromagnetizam?

Elektromagnetizam je granafizički koja proučava odnose između električnih i magnetskih pojava, odnosno interakcije između čestice napunjen i električna polja Y magnetski.

Godine 1821. temelji elektromagnetizma postali su poznati znanstvenim radom Britanca Michaela Faradaya, koji je potaknuo ovaj disciplina. Godine 1865. Škot James Clerk Maxwell formulirao je četiri "Maxwellove jednadžbe" koje u potpunosti opisuju elektromagnetske pojave.

Primjena elektromagnetizma

Kompasi rade elektromagnetizmom.

Elektromagnetski fenomeni imaju vrlo važnu primjenu u disciplinama kao što su inženjerstvo,elektronika, theZdravlje, aeronautiku ili civilnu gradnju, između ostalog. Pojavljuju se u svakodnevnom životu, gotovo ne svjesni, u kompasima, zvučnicima, zvonima, magnetskim karticama, tvrdim diskovima.

Glavne primjene elektromagnetizma koriste se u:

Eksperimenti s elektromagnetizmom

Kroz jednostavne eksperimente moguće je razumjeti neke elektromagnetske pojave, kao što su:

Električni motor. Za provedbu eksperimenta koji pokazuje osnovni pojam rada elektromotora, trebamo:

    • A magnet
    • A baterija AAA
    • Vijak
    • Komad električnog kabela dužine 20 cm
  • Prvi korak. Naslonite vrh vijka na negativni pol baterije i postavite magnet na glavu vijka. Možete vidjeti kako se elementi međusobno privlače zbog magnetizam.
  • Drugi korak. Spojite krajeve kabela s pozitivnim polom baterije i s magnetom (koji je zajedno s vijkom na negativnom polu baterije).
  • Proizlaziti. Dobiva se krug baterija-vijak-magnet-kabel kroz koji a električna struja koje prolazi kroz magnetsko polje koje stvara magnet, a rotira se velikom brzinom zbog a sila tangencijalna konstanta nazvana "Lorentzova sila". Naprotiv, ako pokušate spojiti dijelove preokrenuti polove baterije, elementi se međusobno odbijaju.

Faradayev kavez. U nastavku je detaljan eksperiment koji omogućuje razumijevanje kako elektromagnetski valovi teku u elektroničkim uređajima. Za to su potrebne sljedeće stavke:

    • Prijenosni radio ili mobitel na baterije
    • Metalna rešetka s rupama ne većim od 1 cm
    • Kliješta ili škare za rezanje mreže
    • Mali komadići žice za pričvršćivanje žičane mreže
    • Aluminijska folija (možda nije potrebna)
  • Prvi korak. Izrežite pravokutni komad žičane mreže visine 20 cm i dužine 80 cm, tako da se može sastaviti cilindar.
  • Drugi korak. Izrežite još jedan kružni komad žičane mreže promjera 25 cm (treba imati dovoljan promjer da pokrije cilindar).
  • Treći korak. Spojite krajeve pravokutnika metalne rešetke tako da nastane cilindar i pričvrstite krajeve komadima žice.
  • Četvrti korak. Stavite uključeni radio u metalni cilindar i prekrijte cilindar metalnim rešetkastim krugom.
  • Proizlaziti. Radio će prestati svirati jer elektromagnetski valovi izvana ne mogu proći kroz uređaj metal.
    Ako se umjesto uključenog radija ubaci mobitel i pozove se taj broj da zazvoni, dogodit će se da neće zvoniti. U slučaju da zazvoni, treba koristiti deblji metalni roštilj i manje rupice ili mobitel zamotati u aluminijsku foliju. Nešto slično se događa pri razgovoru na mobitel i ulasku u dizalo, zbog čega se signal presijeca učinak "Faradayevog kaveza".

Čemu služi elektromagnetizam?

Elektromagnetizam omogućuje korištenje uređaja kao što su mikrovalne pećnice ili televizija.

Elektromagnetizam je vrlo koristan za ljudsko biće budući da postoji bezbroj aplikacija koje vam omogućuju da zadovoljite svoje potrebe. Mnogi instrumenti koji se svakodnevno koriste rade zbog elektromagnetskih učinaka. Električna struja koja cirkulira kroz sve priključke u kući, na primjer, omogućuje višestruku upotrebu (mikrovalna pećnica, ventilator, blender, televizor, theRačunalo) koji rade zbog elektromagnetizma.

Magnetizam i elektromagnetizam

Magnetizam je fenomen koji objašnjava silu privlačenja ili odbijanja između magnetskih materijala i pokretnih naboja.

Elektromagnetizam uključujefizičke pojave proizvedene električnim nabojima u mirovanju ili upokret, koji stvaraju električna, magnetska ili elektromagnetska polja i koji utječu na materiju koja se može nalaziti uplinoviti, tekućina Yčvrsta.

Primjeri elektromagnetizma

Zvono na vratima djeluje putem elektromagneta koji prima električni naboj.

Brojni su primjeri elektromagnetizma, a među najčešćim su:

  • Zvonovač. To je uređaj sposoban generirati zvučni signal kada se pritisne prekidač. Djeluje putem elektromagneta koji prima aelektrično punjenje, koji stvara magnetsko polje (efekt magneta) koje privlači mali čekić koji udara o metalnu površinu i emitirazvuk.
  • Vlak s magnetskom levitacijom. Za razliku od vlaka kojeg pokreće električna lokomotiva koja putuje po tračnicama, ovo je prijevozno sredstvo koje održava i pokreće sila magnetizma i snažni elektromagneti koji se nalaze u njegovom donjem dijelu.
  • Električni transformator. To je električni uređaj koji vam omogućuje povećanje ili smanjenjenapon (ili napon) izmjenične struje.
  • Električni motor. To je uređaj koji pretvaraelektrična energija u mehanička energija, stvarajući kretanje djelovanjem magnetskih polja koja se stvaraju unutra.
  • Dinamo. To je električni generator koji koristi mehaničku energiju rotacijskog pokreta i pretvara je u električnu energiju.
  • Mikrovalna pećnica. To je električna pećnica koja stvara elektromagnetsko zračenje na frekvenciji mikrovalova. Ova zračenja vibriraju molekule izVoda koji posjeduju hrana, koji brzo proizvodi toplinu, kuhajući hranu.
  • Magnetska rezonancija. To je medicinski test kojim se dobivaju slike strukture i sastava organizma. Sastoji se od interakcije magnetskog polja koje stvara stroj, magnetskog rezonatora (koji radi poput magneta) iatoma vodika sadržanog u tijelu osobe. Te atome privlači "magnetni učinak" uređaja i stvaraju elektromagnetno polje koje se hvata i prikazuje na slikama.
  • Mikrofon. To je uređaj koji detektira akustična energija (zvuk) i pretvara ga u električnu energiju. To čini kroz membranu (ili dijafragmu) koju privlači magnet unutar magnetskog polja i koja proizvodi električnu struju koja je proporcionalna primljenom zvuku.
  • Planet Zemlja. Naš planet radi poput divovskog magneta zbog magnetskog polja koje se stvara u njegovoj jezgri (sastavljenoj od metala kao što je željezo, nikla). Kretanje odZemljina rotacija generira tok nabijenih čestica ( elektrona atoma Zemljine jezgre). Ova struja stvara magnetsko polje koje se proteže nekoliko kilometara iznad površine planeta i koje odbija štetno sunčevo zračenje.

Povijest elektromagnetizma

  • 600. pr Grk Thales iz Mileta primijetio je da kada trlja komad jantara, on se nabija i može privući komadiće slame ili perja.
  • 1820. Danac Hans Christian Oersted izveo je pokus koji je po prvi put ujedinio fenomene elektriciteta i magnetizma. Sastojao se od približavanja magnetizirane igle vodiču kroz koji je kružila električna struja. Igla se kretala na način koji je svjedočio o prisutnosti magnetskog polja u vodiču.
  • 1826. Francuz André-Marie Ampère razvio je teoriju koja objašnjava interakciju između elektriciteta i magnetizma, nazvanu “elektrodinamika”. Osim toga, on je prvi nazvao električnu struju kao takvu i izmjerio intenzitet njenog toka.
  • 1831. Britanski fizičar i kemičar Michael Faraday otkrio je zakone elektrolize i elektromagnetske indukcije.
  • 1865. Škot James Clerk Maxwell uveo je osnove elektromagnetizma formulirajući četiri "Maxwellove jednadžbe" koje opisuju elektromagnetske pojave.
!-- GDPR -->