Kahulugan ng electromagnetism (ano ito, konsepto at kahulugan)

Ano ang Electromagnetism:

Ang electromagnetism ay ang pag - aaral ng mga singil at ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kuryente at magnetism. Ang elektrisidad at magnetismo ay mga aspeto ng isang solong pisikal na kababalaghan na malapit na nauugnay sa kilusan at pang-akit ng mga singil sa bagay.

Ang sangay ng pisika na nag-aaral sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga de-koryenteng at magnetic na penomena ay kilala rin bilang electromagnetism.

Ang salitang "koryente" ay iminungkahi ng English William Gilbert (1544-1603) mula sa Greek elektron (isang uri ng amber na nakakaakit ng mga bagay kapag hadhad gamit ang iba't ibang mga sangkap). Sa kabilang banda, ang "magnetism" marahil ay lumitaw mula sa isang rehiyon ng Turko na may mga deposito ng magnetized magnetite (Magnesia), kung saan naninirahan ang isang sinaunang tribo na Greek na kilala bilang Magnets.

Gayunpaman, hindi hanggang 1820 na pinangasiwaan ni Hans Christian Oersted (1777-1851) ang epekto ng isang electric current sa pag-uugali ng isang kumpas, sa gayon ay nagbibigay ng pagtaas sa pag-aaral ng electromagnetism.

Mga pangunahing konsepto ng electromagnetism

Ang mga magneto at kuryente ay naging kaakit-akit para sa sangkatauhan magpakailanman. Ang unang paunang pamamaraan nito ay naganap ang iba't ibang mga kurso na umabot sa isang pulong ng pagtatapos sa huling bahagi ng ikalabing siyam na siglo. Upang maunawaan kung ano ang tungkol sa electromagnetism, suriin natin ang ilang mga pangunahing konsepto.

Singil ng kuryente

Ang singil ng kuryente ay isang pangunahing pag-aari ng mga particle na bumubuo sa bagay. Ang batayan ng lahat ng mga singil sa koryente ay nakatira sa istraktura ng atom. Ang atom ay nag-concentrate ng mga positibong proton sa nucleus, at ang mga negatibong elektron ay gumagalaw sa nucleus. Kung ang bilang ng mga electron at proton ay pantay, mayroon kaming isang singsing na neutrally. Kapag nakakuha ang atom ng isang elektron ay naiwan na may negatibong singil (anion), at kapag nawala ang isang elektron ay naiwan na may positibong singil (cation).

Ang singil ng elektron ay pagkatapos ay isinasaalang-alang bilang pangunahing yunit o quanta ng singil ng kuryente. Ito ay katumbas ng 1.60 x 10 ^-19 coulomb (C), na kung saan ay ang yunit ng pagsukat para sa mga singil, bilang paggalang sa pisika ng Pranses na si Charles Augustin de Coulomb.

Elektrikal na patlang at magnetic field

Ang isang electric field ay isang puwang na puwersa na pumapaligid sa isang sisingilin o sisingilin na butil. Iyon ay, ang isang sisingilin na butil ay nakakaapekto o nagsasagawa ng puwersa sa isa pang sisingilin na butil na nasa malapit na paligid. Ang patlang ng kuryente ay isang dami ng vector na kinakatawan ng letrang E na ang mga yunit ay boltahe bawat metro (V / m) o newton bawat coulomb (N / C).

Sa kabilang banda, ang magnetic field ay nangyayari kapag mayroong isang daloy o kilusan ng mga singil (isang electric current). Maaari nating masabi na ito ay ang rehiyon kung saan kumikilos ang mga magnetic pwersa. Kaya, ang isang patlang ng kuryente ay pumapalibot sa anumang sisingilin na butil, at ang paggalaw ng sisingilin na butil ay lumilikha ng isang magnetic field.

Ang bawat gumagalaw na elektron ay gumagawa ng isang maliit na magnetic field sa atom. Para sa karamihan ng mga materyales, ang mga electron ay lumilipat sa iba't ibang direksyon upang ang mga magnetikong larangan ay kanselahin ang bawat isa. Sa ilang mga elemento, tulad ng bakal, nikel, at kobalt, ang mga elektron ay lumipat sa isang mas pinipiling direksyon, na gumagawa ng isang net magnetic field. Ang mga materyales ng ganitong uri ay tinatawag na ferromagnetic.

Magnet at electromagnets

Ang isang pang- akit ay ang resulta ng permanenteng pag-align ng mga magnetic field ng mga atoms sa isang piraso ng bakal. Sa isang ordinaryong piraso ng bakal (o iba pang materyal na ferromagnetic) ang mga magnetikong larangan ay random na nakatuon, kaya hindi ito kumikilos bilang isang magnet. Ang pangunahing katangian ng mga magneto ay mayroon silang dalawang mga poste: hilaga at timog.

Ang isang electromagnet ay binubuo ng isang piraso ng bakal sa loob ng isang likid ng kawad kung saan maaaring maipasa ang isang kasalukuyang. Kapag ang kasalukuyang nangyayari, ang mga magnetic field ng bawat atom na bumubuo sa piraso ng bakal na nakahanay sa magnetic field na ginawa ng kasalukuyang sa wire coil, pinatataas ang magnetic force.

Pagpapaloob ng elektromagnetiko

Ang Electromagnetic Induction, na natuklasan ni Joseph Henry (1797-1878) at Michael Faraday (1791-1867), ay ang paggawa ng koryente sa pamamagitan ng isang gumagalaw na larangan ng magnetic. Sa pamamagitan ng pagpasa ng isang magnetic field sa pamamagitan ng isang coil ng wire o iba pang conductive material, ang isang singil o kasalukuyang daloy ay sanhi kapag ang circuit ay sarado.

Ang electromagnetic induction ay ang batayan ng mga generator at halos lahat ng mga de-koryenteng lakas na ginawa sa mundo.

Mga aplikasyon ng electromagnetism

Ang electromagnetism ay ang batayan ng paggana ng mga de-koryenteng at elektronikong aparato na ginagamit natin araw-araw.

Mga mikropono

Ang mga mikropono ay may isang manipis na lamad na nag-vibrate bilang tugon sa tunog. Nakalakip sa lamad ay isang coil ng wire na bahagi ng isang magnet at gumagalaw sa tabi ng lamad. Ang paggalaw ng coil sa pamamagitan ng magnetic field ay nagko-convert ang mga tunog ng alon sa mga de-koryenteng kasalukuyang na inililipat sa isang speaker at pinalakas.

Mga Generator

Gumagamit ang mga generator ng mekanikal na enerhiya upang makabuo ng elektrikal na enerhiya. Ang enerhiya ng mekanikal ay maaaring magmula sa singaw ng tubig, na nilikha ng pagkasunog ng mga fossil fuels, o mula sa pagbagsak ng tubig sa mga halaman ng hydroelectric.

Electric motor

Ang isang motor ay gumagamit ng de-koryenteng enerhiya upang makagawa ng enerhiya ng makina. Ang mga motor na pang-induction ay gumagamit ng alternating kasalukuyang upang ma-convert ang de-koryenteng enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Ito ang mga motor na karaniwang ginagamit sa mga gamit sa sambahayan, tulad ng mga tagahanga, tagatuyo, tagapaghugas ng pinggan, at mga timpla.

Ang isang motor induction ay binubuo ng isang umiikot na bahagi (rotor) at isang nakatigil na bahagi (stator). Ang rotor ay isang silindro ng bakal na may mga grooves kung saan nakalakip ang mga palikpik o tanso na bar. Ang rotor ay nakapaloob sa isang lalagyan ng coil o mga liko ng conductive wire kung saan ipinapasa ang alternating current, na nagiging electromagnets.

Ang pagpasa ng alternating kasalukuyang sa pamamagitan ng coils ay gumagawa ng isang magnetic field na naman ay nagpapupukaw ng isang kasalukuyang at isang magnetic field sa rotor. Ang pakikipag-ugnay ng mga magnetic field sa stator at rotor ay nagdudulot ng pag-iwas sa rotor na nagpapahintulot na magawa ang gawain.

Maglev: Levitating Trains

Gumagamit ang mga magnet na nagpapautang ng tren na gumagamit ng electromagnetism upang makabangon, gabayan at itulak ang kanilang mga sarili kasama ang isang espesyal na track. Ang Japan at Alemanya ay mga payunir sa paggamit ng mga tren na ito bilang paraan ng transportasyon. Mayroong dalawang mga teknolohiya: electromagnetic suspension at electrodynamic suspension.

Ang electromagnetic suspensyon ay batay sa mga puwersa ng pagkahumaling sa pagitan electromagnets na mabisa sa mga istasyon ng base at ang ferromagnetic sa pamamagitan ng. Ang magnetic force ay nababagay upang ang tren ay nananatiling sinuspinde sa track, habang hinihimok ito ng isang magnetic field na naglalakbay pasulong sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay ng mga lateral magnet sa tren.

Ang electrodynamic suspensyon ay batay sa mga salungat na puwersa sa pagitan ng magneto sa tren at isang magnetic field na sapilitan sa riles ng tren. Ang ganitong uri ng tren ay nangangailangan ng mga gulong upang maabot ang isang kritikal na bilis, na katulad ng mga eroplano kapag sila ay umalis.

Mga medikal na diagnosis

Ang magnetic resonance imaging ay isa sa mga teknolohiya na may pinakamalaking epekto sa modernong gamot. Ito ay batay sa epekto ng malakas na magnetikong larangan sa hydrogen nuclei ng tubig ng katawan.

Mga phenomena ng elektromagnetiko

Marami sa mga electromagnetic phenomena na alam natin ay isang bunga ng magnetic field ng Earth. Ang patlang na ito ay nabuo ng mga electric currents sa loob ng planeta. Ang Earth pagkatapos ay kahawig ng isang malaking magnetic bar sa loob nito, kung saan ang magnetic north post ay nasa geographic southern post at ang magnetic southern post ay tumutugma sa geographic north poste.

Spatial orientation

Ang kumpas ay isang instrumento na nagsimula sa humigit-kumulang na 200 taon bago si Kristo. Ito ay batay sa orientation ng isang magnetized metal na karayom ​​patungo sa geographic north.

Ang ilang mga hayop at iba pang mga nabubuhay na bagay ay maaaring makakita ng magnetic field ng Earth at sa gayon ay orient ang kanilang sarili sa espasyo. Ang isa sa mga diskarte sa pag-target ay sa pamamagitan ng mga dalubhasang mga cell o organo na naglalaman ng mga magnetite crystals, isang iron oxide mineral na nagpapanatili ng isang permanenteng magnetic field.

Ang mga ilaw sa hilaga at timog

Ang magnetic field ng Earth function bilang isang proteksiyon barrier laban sa panganganyon ng mataas na - enerhiya ionized particle emanating mula sa Araw (mas mahusay na kilala bilang ang solar wind). Ang mga ito ay inililihis sa mga rehiyon ng polar, kapana-panabik na mga atomo at molekula sa kapaligiran. Ang mga katangian ng ilaw ng auroras (borealis sa hilagang hemisphere at austral sa southern hemisphere) ay ang produkto ng paglabas ng enerhiya kapag ang excited na mga electron ay bumalik sa kanilang basal state.

Maxwell at ang teorya ng electromagnetism

Si James Clerk Maxwell ay nagbawas sa pagitan ng 1864 at 1873 ang mga equation ng matematika na nagpapaliwanag ng uri ng electric at magnetic field. Sa ganitong paraan, ang mga equation ng Maxwell ay nagbigay ng paliwanag sa mga katangian ng kuryente at magnetism. Partikular, ipinapakita ang mga equation na ito:

• kung paano ang isang singil ng kuryente ay gumagawa ng isang patlang ng kuryente, kung paano ang mga alon ay gumagawa ng mga magnetic field, at kung paano ang pagbabago ng magnetic field ay gumagawa ng isang electric field.

Ang mga equation ng alon ng Maxwell ay nagsilbi din upang ipakita na ang pagbabago ng isang electric field ay lumilikha ng isang self-pagpapalaganap ng electromagnetic wave na may mga de-koryenteng at magnetic na sangkap. Pinagkaisa ng gawain ni Maxwell ang tila hiwalay na mga lugar ng pisika mula sa kuryente, magnetism, at ilaw.

Tingnan din:

• Elektrisidad, magnetismo, pisika, mga sanga ng pisika.