elektromagnetisme

Fizikal

2022

Kami menerangkan apa itu elektromagnet dan apakah beberapa aplikasinya. Juga, sejarah dan contoh.

Elektromagnetisme mengkaji hubungan antara fenomena elektrik dan magnet.

Apakah elektromagnetisme?

Elektromagnetisme ialah cabang daripadafizikal yang mengkaji hubungan antara fenomena elektrik dan magnet, iaitu interaksi antara zarah dimuatkan dan medan elektrik Y magnetik.

Pada tahun 1821 asas elektromagnetisme telah diketahui dengan kerja saintifik British Michael Faraday, yang menimbulkan ini disiplin. Pada tahun 1865, James Clerk Maxwell dari Scotland telah merumuskan empat "persamaan Maxwell" yang menerangkan sepenuhnya fenomena elektromagnet.

Aplikasi elektromagnetisme

Kompas berfungsi dengan elektromagnetisme.

Fenomena elektromagnet mempunyai aplikasi yang sangat penting dalam disiplin seperti kejuruteraan,elektronik, yangKesihatan, aeronautik atau pembinaan awam, antara lain. Mereka muncul dalam kehidupan seharian, hampir tanpa disedari, dalam kompas, pembesar suara, loceng pintu, kad magnet, cakera keras.

Aplikasi utama elektromagnetisme digunakan dalam:

Eksperimen mengenai elektromagnetisme

Melalui eksperimen mudah adalah mungkin untuk memahami beberapa fenomena elektromagnet, seperti:

Motor elektrik. Untuk menjalankan eksperimen yang menunjukkan tanggapan asas tentang cara motor elektrik berfungsi, kita perlukan:

    • A magnet
    • A bateri AAA
    • Skru
    • Sekeping kabel elektrik sepanjang 20 cm
  • Langkah pertama. Letakkan hujung skru pada kutub negatif bateri dan letakkan magnet pada kepala skru. Anda boleh melihat bagaimana unsur-unsur menarik antara satu sama lain disebabkan oleh kemagnetan.
  • Langkah kedua. Sambungkan hujung kabel dengan kutub positif bateri dan dengan magnet (yang bersama-sama dengan skru, pada kutub negatif bateri).
  • Hasilnya. Litar bateri-skru-magnet-kabel diperoleh melalui mana a arus elektrik yang melalui medan magnet yang dicipta oleh magnet, dan ia berputar pada kelajuan tinggi disebabkan oleh a memaksa pemalar tangen dipanggil "daya Lorentz". Sebaliknya, jika anda cuba untuk menyambung kepingan dengan membalikkan tiang bateri, unsur-unsur menolak satu sama lain.

sangkar Faraday. Di bawah adalah terperinci eksperimen yang membolehkan untuk memahami bagaimana gelombang elektromagnet mengalir dalam peranti elektronik. Untuk itu, perkara berikut diperlukan:

    • Radio mudah alih atau telefon bimbit yang dikendalikan oleh bateri
    • Grid logam dengan lubang tidak lebih besar daripada 1 cm
    • Tang atau gunting untuk memotong grid
    • Kepingan-kepingan kecil dawai untuk memasang jaring dawai
    • Kerajang aluminium (mungkin tidak diperlukan)
  • Langkah pertama. Potong sekeping dawai segi empat tepat setinggi 20 cm dengan panjang 80 cm, supaya sebuah silinder boleh dipasang.
  • Langkah kedua. Potong sekeping dawai bulat lain dengan diameter 25 cm (ia sepatutnya mempunyai diameter yang mencukupi untuk menutup silinder).
  • Langkah ketiga. Cantumkan hujung segi empat tepat grid logam supaya silinder terbentuk dan kencangkan hujungnya dengan kepingan wayar.
  • Langkah keempat. Letakkan radio yang dihidupkan di dalam silinder logam dan tutup silinder dengan bulatan grid logam.
  • Hasilnya. Radio akan berhenti bermain kerana gelombang elektromagnet dari luar tidak boleh melaluinya logam.
    Jika bukan radio dihidupkan, telefon bimbit dimasukkan dan nombor itu dipanggil untuk membuat ia berdering, ia akan berlaku bahawa ia tidak akan berdering. Sekiranya ia berdering, anda harus menggunakan gril logam yang lebih tebal dan lubang yang lebih kecil, atau balut telefon bimbit dengan kerajang aluminium. Sesuatu yang serupa berlaku apabila bercakap melalui telefon bimbit dan memasuki lif, menyebabkan isyarat terputus adalah kesan daripada "sangkar Faraday".

Untuk apa elektromagnetisme?

Elektromagnetisme membenarkan penggunaan peranti seperti gelombang mikro atau televisyen.

Elektromagnetisme sangat berguna untuk manusia kerana terdapat banyak aplikasi yang membolehkan anda memenuhi keperluan anda. Banyak instrumen yang digunakan setiap hari berfungsi kerana kesan elektromagnet. Arus elektrik yang beredar melalui semua penyambung dalam rumah, sebagai contoh, menyediakan pelbagai kegunaan (ketuhar gelombang mikro, kipas, pengisar, TV, yangkomputer) yang berfungsi disebabkan oleh elektromagnetisme.

Kemagnetan dan elektromagnet

Kemagnetan ialah fenomena yang menerangkan daya tarikan atau tolakan antara bahan magnet dan cas yang bergerak.

Elektromagnetisme melibatkanfenomena fizikal dihasilkan oleh cas elektrik semasa rehat atau dalampergerakan, yang menimbulkan medan elektrik, magnet atau elektromagnet, dan yang menjejaskan jirim yang mungkin dalam abergas, cecair Ypadu.

Contoh elektromagnetisme

Loceng pintu berfungsi melalui elektromagnet yang menerima cas elektrik.

Terdapat banyak contoh elektromagnetisme dan antara yang paling biasa ialah:

  • dering. Ia adalah peranti yang mampu menjana isyarat bunyi apabila menekan suis. Ia berfungsi melalui elektromagnet yang menerima acas elektrik, yang menghasilkan medan magnet (kesan magnet) yang menarik tukul kecil yang memberi kesan pada permukaan logam dan mengeluarkanbunyi.
  • Kereta api levitasi magnetik. Tidak seperti kereta api yang dipandu oleh lokomotif elektrik yang bergerak di atas rel, ini adalah alat pengangkutan yang dikekalkan dan didorong oleh daya kemagnetan dan oleh elektromagnet berkuasa yang terletak di bahagian bawahnya.
  • Pengubah elektrik. Ia adalah peranti elektrik yang membolehkan anda menambah atau mengurangkanvoltan (atau voltan) arus ulang alik.
  • Motor elektrik. Ia adalah peranti yang menukarkankuasa elektrik dalam tenaga mekanikal, menghasilkan pergerakan melalui tindakan medan magnet yang dijana di dalam.
  • Dinamo itu. Ia adalah penjana elektrik yang menggunakan tenaga mekanikal pergerakan berputar dan mengubahnya menjadi tenaga elektrik.
  • gelombang mikro. Ia adalah ketuhar elektrik yang menjana sinaran elektromagnet pada frekuensi gelombang mikro. Sinaran ini menggetarkan molekul daripadaair yang memiliki makanan, yang menghasilkan haba dengan cepat, memasak makanan.
  • Pengimejan resonans magnetik. Ia adalah ujian perubatan yang melaluinya imej struktur dan komposisi organisma diperolehi. Ia terdiri daripada interaksi medan magnet yang dicipta oleh mesin, resonator magnetik, (yang berfungsi seperti magnet), danatom hidrogen yang terkandung dalam badan orang itu. Atom-atom ini tertarik dengan "kesan magnet" peranti dan menjana medan elektromagnet yang ditangkap dan diwakili dalam imej.
  • Mikrofon itu. Ia adalah peranti yang mengesan tenaga akustik (bunyi) dan mengubahnya menjadi tenaga elektrik. Ia melakukannya melalui membran (atau diafragma) yang ditarik oleh magnet dalam medan magnet dan yang menghasilkan arus elektrik yang berkadar dengan bunyi yang diterima.
  • Planet bumi. Planet kita berfungsi seperti magnet gergasi disebabkan oleh medan magnet yang dijana dalam terasnya (terdiri daripada logam seperti besi, nikel). Pergerakan daripadaPutaran bumi menghasilkan aliran zarah bercas (the elektron daripada atom-atom nukleus Bumi). Arus ini menghasilkan medan magnet yang memanjang beberapa kilometer di atas permukaan planet dan yang menangkis sinaran suria yang berbahaya.

Sejarah elektromagnetisme

  • 600 SM The Greek Thales of Miletus memerhatikan bahawa apabila menggosok sekeping ambar, ia dicas dan dapat menarik kepingan jerami atau bulu.
  • 1820. Hans Christian Oersted Denmark menjalankan eksperimen yang buat pertama kalinya menyatukan fenomena elektrik dan kemagnetan. Ia terdiri daripada membawa jarum bermagnet dekat dengan konduktor di mana arus elektrik beredar. Jarum bergerak dengan cara yang membuktikan kehadiran medan magnet dalam konduktor.
  • 1826. Orang Perancis André-Marie Ampère membangunkan teori yang menerangkan interaksi antara elektrik dan kemagnetan, yang dipanggil "elektrodinamik". Di samping itu, beliau adalah orang pertama yang menamakan arus elektrik dan mengukur keamatan alirannya.
  • 1831. Ahli fizik dan kimia British, Michael Faraday, menemui undang-undang elektrolisis dan aruhan elektromagnet.
  • 1865. James Clerk Maxwell Scotsman memperkenalkan asas elektromagnetisme dengan merumuskan empat "persamaan Maxwell" yang menerangkan fenomena elektromagnet.
!-- GDPR -->