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elektromagnetismus

LERNZIELE

Am Ende dieser Lektion sollten Sie in der Lage sein:

• Definiere Elektromagnetismus.
• Beschreiben Sie die elektromagnetische Kraft.
• Erklären Sie die Regel von Fleming.
• Beschreiben Sie die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen.
• Beschreiben Sie die Anwendung des Elektromagnetismus.

Elektromagnetismus bezieht sich auf einen Zweig der Physik, der sich mit dem Studium der elektromagnetischen Kraft befasst. Die elektromagnetische Kraft gehört zu den Hauptkräften und weist elektromagnetische Felder wie elektrische Felder, Licht und magnetische Felder auf. Wenn sich beispielsweise Strom, also positive Ladungen, in einem Draht bewegen, wird entlang des Drahtes ein Magnetfeld erzeugt. Die elektromagnetische Kraft ist eine Art physikalische Wechselwirkung, die zwischen elektrisch geladenen Teilchen stattfindet. Die elektromagnetische Kraft ist der Hauptgrund, warum das Elektron und der Kern eines Atoms gebunden sind.

Elektromagnetische Kraft bezieht sich auf eine Art physikalischer Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen (elektrisch). Diese Kraft ist eine Kombination aus magnetischen und elektrischen Kräften und tritt zwischen geladenen Teilchen auf. Die elektromagnetische Kraft kann entweder abstoßend oder anziehend sein.

Elektromagnetische Induktion bezieht sich auf das Prinzip der Erzeugung von Spannung oder Elektrizität, wenn ein Leiter durch ein Magnetfeld bewegt oder darin platziert wird. Die erzeugte Spannung ist abhängig von der Geschwindigkeit des Leiters durch das elektrische Feld. Je höher die Geschwindigkeit des Leiters durch das elektrische Feld ist, desto größer ist die Spannung oder induzierte Elektrizität.

Wie breiten sich elektromagnetische Wellen aus?

Um elektromagnetische Wellen auszubreiten, schwingt man magnetische und elektrische Wellen rechtwinklig zueinander.

FLEMINGS REGEL

Flemings Rechte-Hand-Regel und Flemings Linke-Hand-Regel sind wichtige Regeln, die auf Elektromagnetismus und Magnetismus anwendbar sind. Sie sind einfache Möglichkeiten, die Bewegungsrichtungen des elektrischen Stroms zu errechnen. Diese Regeln zeigen die Richtung von drei Parametern (Kraft, Strom und Magnetfeld).

FLEMINGS RECHTE-HAND-REGEL

Zur Bestimmung der Bewegungsrichtung des induzierten Stroms wird die Rechte-Hand-Regel von Fleming angewendet. Sie besagt, dass, wenn Sie Ihren Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger der rechten Hand senkrecht zueinander anordnen, Ihr Daumen in Richtung des Leiters im Magnetfeld zeigt, der Zeigefinger in Richtung des Magnetfelds und Ihr Mittelfinger in Richtung die Induktionsstromrichtung.

FLEMINGS REGEL DER LINKEN HAND

Es besagt, dass wenn Sie Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger Ihrer linken Hand anordnen, dann zeigt Ihr Daumen in Richtung der Kraft des Leiters, der Zeigefinger in Richtung des Magnetfelds und der Mittelfinger in Richtung des elektrischen Stroms Richtung.

UNTERSCHIEDE ZWISCHEN FLEMINGS RECHTER UND LINKER REGIERUNG

EIGENSCHAFTEN DER ELEKTROMAGNETISCHEN WELLE

Zu den Eigenschaften elektromagnetischer Wellen gehören:

• Elektromagnetische Wellen breiten sich durch rechtwinklig zueinander oszillierende magnetische und elektrische Wellen aus.
• Elektromagnetische Wellen sind Transversalwellen. Transversalwellen sind Wellen, die sich senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle ändern oder oszillieren.
• Elektromagnetische Wellen weisen die Eigenschaften der Beugung und Interferenz auf.
• Elektromagnetische Wellen breiten sich mit einer Geschwindigkeit von 3 x 108 Metern pro Sekunde aus.

ANWENDUNGEN DES ELEKTROMAGNETISMUS

Nachfolgend finden Sie Beispiele für die Anwendung des Elektromagnetismus:

• Elektromagnetismus ist ein grundlegendes Arbeitsprinzip, das in Haushaltsgeräten angewendet wird. Die meisten elektrischen Haushaltsgeräte verwenden Elektromagnetismus als grundlegendes Arbeitsprinzip. Zu diesen Geräten gehören ein elektrischer Ventilator und eine elektrische Türklingel. Bei einem elektrischen Lüfter wird der Motor durch elektromagnetische Induktion in Rotation gehalten und dreht daher den Lüfter. Wenn Sie bei einer elektrischen Türklingel die Taste drücken, wird die Spule durch elektromagnetische Kräfte erregt und die Klingel ertönt.
• Das Prinzip des Elektromagnetismus wird bei der Herstellung von Hochgeschwindigkeitszügen angewendet. Hochgeschwindigkeitszüge verwenden starke Elektromagnete, um eine hohe Geschwindigkeit zu erzeugen. Elektromagnete am Zugkörper werden von Eisenschienen angezogen und treiben den Zug daher in Richtung der Kraft. Abstoßungskraft kann auch verwendet werden, um den Körper eines Zuges zu schieben.
• Elektromagnetische Strahlungen werden in Kommunikationssystemen zur Datenübertragung von der Quelle zum Empfänger eingesetzt. Die Entwicklung von Elektromagneten war wichtig für die Entwicklung von Fernkommunikationsinstrumenten wie Telefonen. Elektromagnetische Impulse und das Zusammenspiel von Signalen ermöglichen den Betrieb von Telefonen.
• Elektromagnetismus wird in der Industrie bei der Entwicklung medizinischer Systeme angewendet. Elektromagnetismus spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung fortschrittlicher medizinischer Geräte wie der Magnetresonanztomographie und bei der Hyperthermiebehandlung von Krebs. Elektromagnetische Therapie beinhaltet die Anwendung von elektromagnetischen Feldern auf den Körper. Es ist eine alternative Form der Medizin. Diese Behandlungsmethode wird bei vielen Arten von Beschwerden wie Geschwüren, Nervenstörungen und Diabetes angewendet. Viele medizinische Geräte wie Röntgen- und Scannergeräte funktionieren nach dem Prinzip des Elektromagnetismus.

ANWENDUNGSBEISPIEL FÜR ELEKTROMAGNETISMUS

Permanentmagnetische Lautsprecher, die hauptsächlich in Radios und Fernsehern verwendet werden, sind Beispiele für elektromagnetische Geräte. Der Betrieb dieser Geräte basiert auf dem Prinzip des Elektromagnetismus.

Um elektrische Wellen in hörbaren Schall umzuwandeln, müssen Lautsprecher so konstruiert sein, dass sie Elektromagnetismus zulassen. Ein Permanentmagnet ist an einer Metallspule befestigt, und wenn Strom durch die Spule geleitet wird, wird ein Magnetfeld erzeugt. Das neu gebildete Magnetfeld wird durch das (andere) permanente Magnetfeld abgestoßen, was zu Schwingungen führt. Der Ton entsteht durch die Verstärkung dieser Schwingungen durch kegelartige Strukturen.

Zusammenfassung

Das haben wir gelernt:

• Der Elektromagnetismus befasst sich mit der Untersuchung der elektromagnetischen Kraft.
• Elektromagnetische Kraft ist eine Art physikalischer Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen (elektrisch).
• Elektromagnetische Kraft ist eine Kombination aus magnetischen und elektrischen Kräften und tritt zwischen geladenen Teilchen auf.
• Elektromagnetische Induktion bezieht sich auf das Prinzip der Erzeugung von Spannung oder Elektrizität, wenn ein Leiter durch ein Magnetfeld bewegt oder darin platziert wird.
• Um elektromagnetische Wellen auszubreiten, schwingt man magnetische und elektrische Wellen rechtwinklig zueinander.