电磁学的应用

作者: Peter Berry
创建日期: 13 七月 2021
更新日期: 12 可能 2024
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第11讲 基尔霍夫定律的应用和静磁场  |  电磁学系列
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内容

电磁学 它是物理学的一个分支,它从统一理论着手研究电学和磁学领域,以形成迄今为止已知的宇宙四大基本力之一:电磁学。其他基本力(或基本相互作用)是引力以及强弱核相互作用。

电磁学是一种场论,即基于物理量 向量 要么 张量,这取决于时空的位置。它基于四个矢量微分方程(由Michael Faraday公式化,并由James Clerk Maxwell首次开发,这就是为什么它们受洗为 麦克斯韦方程),可以共同研究电场和磁场以及电流,极化和磁极化。

另一方面,电磁学是宏观理论。这意味着它研究了大的电磁现象,适用于大量的粒子和相当长的距离,因为在原子和分子水平上,它让位于另一门学科,即量子力学。


即使这样,在20世纪的量子革命之后,人们也开始寻求电磁相互作用的量子理论,从而产生了量子电动力学。

  • 另请参阅:磁性材料

电磁学应用领域

在许多学科和技术,特别是工程和电子学,以及电力的存储,甚至在健康,航空或建筑领域的使用中,物理学领域一直是关键。城市。

如果不征服电力和电磁,就不可能进行所谓的第二次工业革命或技术革命。

电磁应用实例

  1. 邮票。 这些日常用品的机制包括通过电磁体的电荷循环,电磁体的磁场将一个细小的金属锤子吸引到钟声上,从而中断电路并使其重新启动,因此,锤子反复击打并产生引起我们注意的声音。
  2. 磁悬浮列车。 这款超高科技火车模型无需像传统火车一样在轨道上滚动,而是通过下部安装的强大电磁体来保持磁悬浮。因此,火车在其上运行的平台的磁体和金属之间的电排斥力使车辆的重量保持在空中。
  3. 电力变压器。 变压器,是我们在某些国家/地区在电力线上看到的圆柱形设备,用于控制(增加或减少)交流电压。他们通过绕铁芯布置的线圈来实现此目的,铁芯的电磁场允许对输出电流的强度进行调制。
  4. 电动机。 电动机是通过绕轴旋转将电能转换为机械能的电机。产生能量的是移动设备的运动。它的操作基于磁体和线圈之间的吸引力和排斥电磁力,电流在线圈和线圈之间流通。
  5. 发电机。 这些装置用于利用诸如汽车之类的车辆的车轮的旋转来旋转磁体并产生将交流电馈送到线圈的磁场。
  6. 电话。这种日常设备背后的魔力就是能够将声波(例如语音)转换为电磁场的调制,该调制最初可以通过电缆传输到另一端可以倾倒的接收器并恢复电磁波所包含的声波。
  7. 微波炉 这些设备通过电磁波在食物上的产生和集中来运行。这些波类似于用于无线电通信的波,但是具有高频率,因为它们试图与所产生的磁场对齐,因此会以极高的速度旋转食物的双线体(磁性粒子)。这种运动是产生热量的原因。
  8. 磁共振成像(MRI)。 电磁的这种医学应用在健康问题上取得了空前的进步,因为它允许以无创的方式检查生物的内部,通过电磁方式控制生物体内所含的氢原子,以产生专用计算机可以解释的字段。
  9. 传声器 这些设备如今在当今如此常见,这要归功于电磁膜所吸引的振动膜,其对声波的敏感度使其可以转换为电信号。然后可以远程传输和解密,甚至以后存储和复制。
  10. 质谱仪。 它是一种设备,通过对特定化合物的电离进行离子化和专用计算机读取,可以对组成化合物的原子进行磁分离,从而进行高精度分析。
  11. 示波器。 电子仪器的目的是以图形方式表示来自给定源的随时间变化的电信号。为此,他们使用屏幕上的坐标轴,其坐标线是从确定的电信号中测量电压的乘积。它们在医学中用于测量心脏,大脑或其他器官的功能。
  12. 磁卡。 该技术允许存在信用卡或借记卡,这些信用卡或借记卡具有以某种方式极化的磁带,可以根据其铁磁粒子的方向来加密信息。通过向其中引入信息,指定的设备以特定的方式使所述粒子极化,从而可以“读取”所述顺序以检索信息。
  13. 磁带上的数字存储。 它是计算和计算机领域的关键,它允许在磁盘上存储大量信息,这些磁盘的粒子以特定方式极化并且可以由计算机系统识别。这些磁盘可以是可移动的,例如笔式驱动器或现在已失效的软盘,也可以是永久性的且更复杂的,例如硬盘驱动器。
  14. 磁鼓。 这种数据存储模型在1950年代和1960年代流行,是磁数据存储的最早形式之一。它是一个高速旋转的中空金属圆柱体,周围环绕着磁性材料(氧化铁),借助编码的极化系统在其上打印信息。与光盘不同,它没有读取头,因此在获取信息时具有一定的灵活性。
  15. 自行车灯。 内置在自行车前部的灯在行驶时会亮起,这要归功于装有磁铁的车轮的旋转,磁铁的旋转会产生磁场,因此会产生适度的交流电。然后,该电荷被传导到灯泡并转化为光。
  • 继续:铜应用



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